JP2013042010A - Light-emitting component, print head, and image forming apparatus - Google Patents

Light-emitting component, print head, and image forming apparatus Download PDF

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崇 菊地
Roshan Thapliya
タプリヤ ローシャン
Masahiro Igusa
正寛 井草
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting component and the like that include a light-emitting element array having a plurality of light-emitting elements arranged in rows, and efficiently extract light by providing lenses on light-emitting surfaces of the respective light-emitting elements.SOLUTION: A light-emitting thyristor L1 is provided on a first island 301. The light-emitting thyristor L1 includes on a light-emitting surface 311 thereof an opening 92a that opens in a direction intersecting with the light-emitting surface 311, and a lens 92 that is connected with an edge on the farther side from the light-emitting surface 311 of the opening 92a and includes a curved-surface part 92b having a surface (curved surface 92c) that has a convex shape in a direction getting away from the light-emitting surface 311 as getting away from the opening 92a in a direction along the light-emitting surface 311 and approaching to the light-emitting surface 311.

Description

本発明は、発光部品、プリントヘッドおよび画像形成装置に関する。   The present invention relates to a light emitting component, a print head, and an image forming apparatus.

発光部品において、発光素子の発光面から出射した光を予め定められた方向に集光して、光を効率よく取り出すために、発光面に対応するようにレンズ(マイクロレンズまたはマイクロビーズ)を設けることが行われている。   In the light emitting component, a lens (microlens or microbead) is provided so as to correspond to the light emitting surface in order to condense the light emitted from the light emitting surface of the light emitting element in a predetermined direction and efficiently extract the light. Things have been done.

特許文献1には、円形の底面、側面、及び、頂面を有し、該底面の中心部に有限の大きさを有する面光源を配する光取出しレンズであって、底面の中心を原点とし、底面の中心を通る法線をz軸とする円筒座標(r,φ,z)を想定したとき、頂面は、面光源から射出される半全立体角放射光のうち、側面と頂面の交わる部分における極角Θよりも小さい極角を有する放射光成分の一部分を全反射させるための、z軸に対して回転対称である非球面から成る光取出しレンズが記載されている。 Patent Document 1 discloses a light extraction lens having a circular bottom surface, side surface, and top surface, and a surface light source having a finite size at the center of the bottom surface, the center of the bottom surface being the origin. Assuming cylindrical coordinates (r, φ, z) with the normal passing through the center of the bottom surface as the z-axis, the top surface is the side surface and the top surface of the semi-solid solid angle radiation emitted from the surface light source. A light extraction lens composed of an aspherical surface that is rotationally symmetric with respect to the z-axis is described for totally reflecting a part of a radiation component having a polar angle smaller than the polar angle Θ 0 at the intersection of the two.

特開2007−102139号公報JP 2007-102139 A

本発明は、複数の発光素子が列状に配列された発光素子アレイのそれぞれの発光素子からレンズ効果を用いて効率よく光を取り出すことのできる発光部品等を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a light-emitting component or the like that can efficiently extract light from each light-emitting element of a light-emitting element array in which a plurality of light-emitting elements are arranged in a row by using a lens effect.

請求項1に記載の発明は、基板上に列状に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備える発光部品である。
請求項2に記載の発明は、前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の前記発光面は、前記複数のレンズにおける当該発光素子に対応するレンズが前記開口部を有せず凸面状の表面を当該開口部に延長した形状であるときの焦点の位置より当該レンズの主点側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の発光部品である。
請求項3に記載の発明は、前記複数のレンズのそれぞれのレンズの前記開口部は、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子の前記発光面の発光強度が大きい部分に対向するように設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光部品である。
請求項4に記載の発明は、前記複数のレンズのそれぞれのレンズと、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子との間に、当該発光素子の出射する光を透過する台座をそれぞれ備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の発光部品である。
請求項5に記載の発明は、前記複数の発光素子は、自己走査型発光素子アレイが備える複数の発光サイリスタであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の発光部品である。
請求項6に記載の発明は、基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備える発光手段と、前記発光手段から照射される光を結像させる光学手段とを備えたプリントヘッドである。
請求項7に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備え、光学手段を介して前記像保持体を露光する露光手段と、前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段とを備えた画像形成装置である。
The invention according to claim 1 is provided respectively facing a plurality of light emitting elements arranged in a row on a substrate and a light emitting surface that emits light of each light emitting element of the plurality of light emitting elements, An opening that opens in a cylindrical shape in a direction intersecting with the light emitting surface, and is disposed on the light emitting element around the opening, and approaches the light emitting surface as the distance from the opening in the direction along the light emitting surface increases. In addition, the light-emitting component includes a curved surface portion having a convex surface and a plurality of lenses that collect light emitted from the light-emitting element.
According to a second aspect of the present invention, the light emitting surface of each light emitting element of the plurality of light emitting elements has a convex surface without a lens corresponding to the light emitting element in the plurality of lenses. The light-emitting component according to claim 1, wherein the light-emitting component is provided on a principal point side of the lens with respect to a focus position when the shape extends to the opening.
According to a third aspect of the present invention, the opening of each lens of the plurality of lenses is opposed to a portion of the light emitting element corresponding to the lens where the emission intensity of the light emitting surface is high. The light-emitting component according to claim 1, wherein the light-emitting component is provided on the light-emitting component.
According to a fourth aspect of the present invention, a pedestal that transmits light emitted from the light emitting element is provided between each of the plurality of lenses and a light emitting element corresponding to the lens in the plurality of light emitting elements. It is provided, It is a light emitting component of any one of Claim 1 thru | or 3.
According to a fifth aspect of the present invention, in the light-emitting component according to any one of the first to fourth aspects, the plurality of light-emitting elements are a plurality of light-emitting thyristors provided in a self-scanning light-emitting element array. It is.
According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of light emitting elements arranged in a row on a substrate and a light emitting surface that emits light of each light emitting element of the plurality of light emitting elements are provided to face each other, An opening that opens in a cylindrical shape in a direction intersecting with the light emitting surface, and is disposed on the light emitting element around the opening, and approaches the light emitting surface as the distance from the opening in the direction along the light emitting surface increases. And a curved surface portion having a convex surface, and a light emitting means comprising a plurality of lenses for condensing light emitted from the light emitting element, and images light emitted from the light emitting means A print head provided with optical means.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image holding member, a charging unit for charging the image holding member, a plurality of light emitting elements arranged in a row on a substrate, and each of the light emitting elements. An opening that is provided opposite to the light emitting surface that emits the light, and is opened in a cylindrical shape in a direction intersecting the light emitting surface, and is disposed on the light emitting element around the opening, and the opening And a curved surface portion having a convex surface as the distance from the light emitting surface increases in the direction along the light emitting surface, and a plurality of lenses that collect the light emitted from the light emitting element. An exposure unit that exposes the image carrier through an optical unit; a development unit that develops an electrostatic latent image that is exposed by the exposure unit and formed on the image carrier; and the image carrier that is developed. Transfer means for transferring an image to a transfer medium An image forming apparatus having a.

請求項1の発明によれば、開口部を有しないレンズを用いた場合に比べて、より効率よく光を取り出すことができる。
請求項2の発明によれば、発光面を焦点の位置より外に設けた場合に比べて、より光を集光することができる。
請求項3の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、さらに効率よく光を取り出すことができる。
請求項4の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、より容易にレンズの形成ができる。
請求項5の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、発光部品をより小型化できる。
請求項6の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、プリントヘッドの光利用効率がより向上する。
請求項7の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、画像形成における消費電力をより低減できる。
According to the first aspect of the present invention, light can be extracted more efficiently than when a lens having no opening is used.
According to invention of Claim 2, light can be condensed more compared with the case where a light emission surface is provided outside the position of a focus.
According to the invention of claim 3, it is possible to extract light more efficiently than in the case where this configuration is not provided.
According to the invention of claim 4, it is possible to form the lens more easily than in the case where the present configuration is not provided.
According to the fifth aspect of the present invention, the light emitting component can be further downsized as compared with the case where this configuration is not provided.
According to the sixth aspect of the present invention, the light utilization efficiency of the print head is further improved as compared with the case where this configuration is not provided.
According to the seventh aspect of the present invention, power consumption in image formation can be further reduced as compared with the case where this configuration is not provided.

第1の実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成の一例を示した図である。1 is a diagram illustrating an example of an overall configuration of an image forming apparatus to which a first exemplary embodiment is applied. プリントヘッドの構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the print head. 発光装置の上面図である。It is a top view of a light-emitting device. 発光チップの構成、発光装置の信号発生回路の構成および回路基板上の配線(ライン)の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the light emitting chip | tip, the structure of the signal generation circuit of a light-emitting device, and the structure of the wiring (line) on a circuit board. 自己走査型発光素子アレイ(SLED)が搭載された発光チップの回路構成を説明するための等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram for demonstrating the circuit structure of the light emitting chip in which the self-scanning light emitting element array (SLED) is mounted. 第1の実施の形態が適用される発光チップの平面レイアウト図および断面図である。It is the plane layout figure and sectional drawing of the light emitting chip to which 1st Embodiment is applied. 第1の実施の形態の発光チップを製造する方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the method of manufacturing the light emitting chip of 1st Embodiment. 発光装置および発光チップの動作を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining operations of the light emitting device and the light emitting chip. 発光サイリスタの発光面と開口部を有しないレンズとの関係を、光軸を含む断面において示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the light emission surface of a light emission thyristor, and the lens which does not have an opening part in the cross section containing an optical axis. 発光サイリスタの発光面と開口部を有するレンズとの関係を、光軸を含む断面において示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the light emission surface of a light emission thyristor, and the lens which has an opening part in the cross section containing an optical axis. シミュレーションに用いたレンズの形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of the lens used for simulation. レンズの開口部の中心と発光面の中心とを一致させない場合の発光チップにおける発光サイリスタ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。It is an example of the plane layout figure and sectional drawing of the light emitting thyristor part in the light emitting chip when not making the center of the opening part of a lens and the center of a light emitting surface correspond. レンズの開口部が円形でない場合の発光チップにおける発光サイリスタ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。It is an example of the plane layout figure and sectional drawing of the light emitting thyristor part in the light emitting chip in case the opening part of a lens is not circular. 第2の実施の形態における発光チップにおける発光サイリスタ部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。It is an example of the planar layout figure and sectional drawing of the light emitting thyristor part in the light emitting chip in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態の発光チップを製造する方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the method to manufacture the light emitting chip of 2nd Embodiment.

電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、帯電された感光体上に、画像情報を光記録手段により照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用い、主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けて発光素子としての発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を主走査方向に複数、配列して発光素子アレイとしたLEDプリントヘッド(LPH:LED Print Head)を用いた記録装置が採用されている。
また、基板上に複数の発光素子が列状に設けられ、順次点灯制御される自己走査型発光素子アレイ(SLED)を搭載する発光チップでは、発光素子として発光サイリスタが使用されている。発光サイリスタは発光ダイオードと異なりpnpn4層構造であり、4層構造のうちの内部の2層で主に発光するため、単純な2層の一般的な発光ダイオードよりも外部に取り出せる光の量(光量)が小さいという特徴がある。よって、発光サイリスタにおいては、それぞれの発光素子から出射される光量を増加させるため、発光素子の光を出射する発光面を広く取るとともに、発光素子から光を効率よく取り出すことがより求められている。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
In an image forming apparatus such as a printer, copier, or facsimile that employs an electrophotographic system, an electrostatic latent image is obtained by irradiating image information onto a charged photosensitive member by an optical recording means, and then the static image is obtained. An image is formed by adding toner to the electrostatic latent image to make it visible, and transferring and fixing it on a recording sheet. In addition to the optical scanning method in which a laser is used as the optical recording means and the exposure is performed by scanning the laser beam in the main scanning direction, in recent years, a light emitting diode (LED: Light) as a light emitting element in response to a request for downsizing of the apparatus. A recording apparatus using an LED print head (LPH: LED Print Head) in which a plurality of emitting diodes (LEDs) are arranged in the main scanning direction to form a light emitting element array is employed.
A light-emitting thyristor is used as a light-emitting element in a light-emitting chip on which a plurality of light-emitting elements are provided in a row on a substrate and a self-scanning light-emitting element array (SLED) that is sequentially controlled to be lit is mounted. A light-emitting thyristor has a pnpn four-layer structure unlike a light-emitting diode, and mainly emits light in two layers inside the four-layer structure. Therefore, the amount of light that can be extracted outside a simple two-layer general light-emitting diode (light amount) ) Is small. Therefore, in the light emitting thyristor, in order to increase the amount of light emitted from each light emitting element, it is more demanded to take a wide light emitting surface for emitting light from the light emitting element and to efficiently extract light from the light emitting element. .
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施の形態]
(画像形成装置1)
図1は第1の実施の形態が適用される画像形成装置1の全体構成の一例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置である。この画像形成装置1は、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部10、画像形成プロセス部10を制御する画像出力制御部30、例えばパーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置3に接続され、これらから受信された画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部40を備えている。
[First Embodiment]
(Image forming apparatus 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of an image forming apparatus 1 to which the first exemplary embodiment is applied. An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an image forming apparatus generally called a tandem type. The image forming apparatus 1 includes an image forming process unit 10 that forms an image corresponding to image data of each color, an image output control unit 30 that controls the image forming process unit 10, such as a personal computer (PC) 2 or an image reading device. 3 and an image processing unit 40 that performs predetermined image processing on image data received from these.

画像形成プロセス部10は、予め定められた間隔を置いて並列に配置される複数のエンジンを含む画像形成ユニット11を備えている。この画像形成ユニット11は、4つの画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kから構成されている。画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kは、それぞれ、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム12、感光体ドラム12の表面を予め定められた電位で帯電する帯電手段の一例としての帯電器13、帯電器13によって帯電された感光体ドラム12を露光するプリントヘッド14、プリントヘッド14によって得られた静電潜像を現像する現像手段の一例としての現像器15を備えている。画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kは、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
また、画像形成プロセス部10は、各画像形成ユニット11Y、11M、11C、11Kの感光体ドラム12にて形成された各色のトナー像を被転写体の一例としての記録用紙25に多重転写させるために、この記録用紙25を搬送する用紙搬送ベルト21と、用紙搬送ベルト21を駆動させるロールである駆動ロール22と、感光体ドラム12のトナー像を記録用紙25に転写させる転写手段の一例としての転写ロール23と、記録用紙25にトナー像を定着させる定着器24とを備えている。
The image forming process unit 10 includes an image forming unit 11 including a plurality of engines arranged in parallel at predetermined intervals. The image forming unit 11 includes four image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K. The image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K have predetermined surfaces of the photosensitive drum 12 and the photosensitive drum 12 as an example of an image holding body that forms an electrostatic latent image and holds a toner image, respectively. An example of a charging unit 13 as an example of a charging unit that charges at a potential, a print head 14 that exposes a photosensitive drum 12 charged by the charging unit 13, and an example of a developing unit that develops an electrostatic latent image obtained by the print head 14 The developing device 15 is provided. The image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K respectively form yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images.
Further, the image forming process unit 10 performs multiple transfer of the toner images of each color formed on the photosensitive drums 12 of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K onto a recording sheet 25 as an example of a transfer target. In addition, the sheet conveying belt 21 that conveys the recording sheet 25, the driving roll 22 that is a roll for driving the sheet conveying belt 21, and a transfer unit that transfers the toner image on the photosensitive drum 12 to the recording sheet 25 are exemplified. A transfer roll 23 and a fixing device 24 for fixing the toner image on the recording paper 25 are provided.

この画像形成装置1において、画像形成プロセス部10は、画像出力制御部30から供給される各種の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。そして、画像出力制御部30による制御の下で、パーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置3から受信された画像データは、画像処理部40によって画像処理が施され、画像形成ユニット11に供給される。そして、例えば黒(K)色の画像形成ユニット11Kでは、感光体ドラム12が矢印A方向に回転しながら、帯電器13により予め定められた電位に帯電され、画像処理部40から供給された画像データに基づいて発光するプリントヘッド14により露光される。これにより、感光体ドラム12上には、黒(K)色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム12上に形成された静電潜像は現像器15により現像され、感光体ドラム12上には黒(K)色のトナー像が形成される。画像形成ユニット11Y、11M、11Cにおいても、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色トナー像が形成される。   In the image forming apparatus 1, the image forming process unit 10 performs an image forming operation based on various control signals supplied from the image output control unit 30. The image data received from the personal computer (PC) 2 or the image reading device 3 under the control of the image output control unit 30 is subjected to image processing by the image processing unit 40 and supplied to the image forming unit 11. The For example, in the black (K) image forming unit 11K, the photosensitive drum 12 is charged in a predetermined potential by the charger 13 while rotating in the direction of arrow A, and the image supplied from the image processing unit 40 is supplied. Exposure is performed by the print head 14 that emits light based on the data. As a result, an electrostatic latent image related to a black (K) color image is formed on the photosensitive drum 12. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 12 is developed by the developing device 15, and a black (K) toner image is formed on the photosensitive drum 12. In the image forming units 11Y, 11M, and 11C, yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) color toner images are formed, respectively.

各画像形成ユニット11で形成された感光体ドラム12上の各色トナー像は、矢印B方向に移動する用紙搬送ベルト21の移動に伴って供給された記録用紙25に、転写ロール23に印加された転写電界により、順次静電転写され、記録用紙25上に各色トナーが重畳された合成トナー像が形成される。
その後、合成トナー像が静電転写された記録用紙25は、定着器24まで搬送される。定着器24に搬送された記録用紙25上の合成トナー像は、定着器24によって熱および圧力による定着処理を受けて記録用紙25上に定着され、画像形成装置1から排出される。
Each color toner image on the photosensitive drum 12 formed by each image forming unit 11 is applied to the transfer roll 23 on the recording paper 25 supplied with the movement of the paper conveying belt 21 moving in the direction of arrow B. Electrostatic transfer is sequentially performed by the transfer electric field, and a composite toner image in which toner of each color is superimposed on the recording paper 25 is formed.
Thereafter, the recording paper 25 on which the composite toner image has been electrostatically transferred is conveyed to the fixing device 24. The synthesized toner image on the recording paper 25 conveyed to the fixing device 24 is fixed on the recording paper 25 by the fixing processing by heat and pressure by the fixing device 24, and is discharged from the image forming apparatus 1.

(プリントヘッド14)
図2は、プリントヘッド14の構成を示した断面図である。露光手段の一例としてのプリントヘッド14は、ハウジング61、感光体ドラム12を露光する複数の発光素子(本実施の形態では、発光素子の一例としての発光サイリスタ)を備える光源部63を備えた発光手段の一例としての発光装置65、光源部63から出射された光を感光体ドラム12表面に結像させる光学手段の一例としてのロッドレンズアレイ64を備えている。
発光装置65は、前述した光源部63、光源部63を駆動する信号発生回路110(後述の図3参照)等を搭載する回路基板62を備えている。
(Print head 14)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the print head 14. The print head 14 as an example of an exposure unit includes a light source unit 63 that includes a housing 61 and a plurality of light emitting elements that expose the photosensitive drum 12 (in this embodiment, a light emitting thyristor as an example of the light emitting element). A light emitting device 65 as an example of a means and a rod lens array 64 as an example of an optical means for imaging light emitted from the light source unit 63 on the surface of the photosensitive drum 12 are provided.
The light emitting device 65 includes a circuit board 62 on which the above-described light source unit 63, a signal generation circuit 110 (see FIG. 3 described later) for driving the light source unit 63, and the like are mounted.

ハウジング61は、例えば金属で形成され、回路基板62およびロッドレンズアレイ64を支持し、光源部63の発光素子の発光面がロッドレンズアレイ64の焦点面となるように設定されている。また、ロッドレンズアレイ64は、感光体ドラム12の軸方向(主走査方向であって、後述する図3、図4(b)のX方向)に沿って配置されている。   The housing 61 is made of, for example, metal, supports the circuit board 62 and the rod lens array 64, and is set so that the light emitting surface of the light emitting element of the light source unit 63 becomes the focal plane of the rod lens array 64. Further, the rod lens array 64 is arranged along the axial direction of the photosensitive drum 12 (the main scanning direction and the X direction in FIGS. 3 and 4B described later).

(発光装置65)
図3は、発光装置65の上面図である。
図3に例として示す発光装置65では、光源部63は、回路基板62上に、40個の発光部品の一例としての発光チップC1〜C40が、主走査方向であるX方向に二列に千鳥状に配置して構成されている。
本明細書では、「〜」は、番号によってそれぞれが区別された複数の構成要素を示すもので、「〜」の前後に記載されたものおよびその間の番号のものを含むことを意味する。例えば、発光チップC1〜C40は、発光チップC1から番号順に発光チップC40までを含む。
(Light emitting device 65)
FIG. 3 is a top view of the light emitting device 65.
In the light emitting device 65 shown as an example in FIG. 3, the light source unit 63 includes light emitting chips C <b> 1 to C <b> 40 as examples of 40 light emitting components on a circuit board 62 in a staggered manner in two rows in the X direction that is the main scanning direction. Arranged in a shape.
In the present specification, “to” indicates a plurality of constituent elements each distinguished by a number, and includes those described before and after “to” and those between them. For example, the light emitting chips C1 to C40 include the light emitting chip C1 to the light emitting chip C40 in numerical order.

発光チップC1〜C40の構成は同じであってよい。よって、発光チップC1〜C40をそれぞれ区別しないときは、発光チップCと呼ぶ。
なお、本実施の形態では、発光チップCの数として、合計40個を用いたが、これに限定されない。
そして、発光装置65は、光源部63を駆動する信号発生回路110を搭載している。信号発生回路110は、例えば集積回路(IC)などで構成されている。なお、発光装置65が信号発生回路110を搭載していなくともよい。このときは、信号発生回路110は、発光装置65の外部に設けられ、発光チップC1〜C40を制御する制御信号などを、ケーブルなどを介して供給する。ここでは、発光装置65は信号発生回路110を備えているとして説明する。
発光チップC1〜C40の配列についての詳細は後述する。
The configurations of the light emitting chips C1 to C40 may be the same. Therefore, when the light emitting chips C1 to C40 are not distinguished from each other, they are referred to as light emitting chips C.
In the present embodiment, a total of 40 light emitting chips C are used, but the present invention is not limited to this.
The light emitting device 65 includes a signal generation circuit 110 that drives the light source unit 63. The signal generation circuit 110 is configured by, for example, an integrated circuit (IC). Note that the light emitting device 65 does not have to include the signal generation circuit 110. At this time, the signal generation circuit 110 is provided outside the light emitting device 65 and supplies a control signal for controlling the light emitting chips C1 to C40 through a cable or the like. Here, it is assumed that the light emitting device 65 includes the signal generation circuit 110.
Details of the arrangement of the light emitting chips C1 to C40 will be described later.

図4は、発光チップCの構成、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線(ライン)の構成を示した図である。図4(a)は発光チップCの構成を示し、図4(b)は発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線(ライン)の構成を示している。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the light emitting chip C, the configuration of the signal generation circuit 110 of the light emitting device 65, and the configuration of wiring (lines) on the circuit board 62. 4A shows the configuration of the light-emitting chip C, and FIG. 4B shows the configuration of the signal generation circuit 110 of the light-emitting device 65 and the configuration of wiring (lines) on the circuit board 62.

はじめに、図4(a)に示す発光チップCの構成を説明する。
発光チップCは、表面形状が矩形である基板80の表面において、長辺の一辺に近い側に長辺に沿って列状に設けられた複数の発光素子(本実施の形態では発光サイリスタL1、L2、L3、…)から構成される発光部102を備えている。さらに、発光チップCは、基板80の表面の長辺方向の両端部に、各種の制御信号等を取り込むための複数のボンディングパッドである端子(φ1端子、φ2端子、Vga端子、φI端子)を備えている。なお、これらの端子は、基板80の一端部からφ1端子、Vga端子の順に設けられ、基板80の他端部からφI端子、φ2端子の順に設けられている。そして、発光部102は、Vga端子とφ2端子との間に設けられている。さらに、基板80の裏面にはVsub端子として裏面電極85(後述する図6参照)が設けられている。
First, the configuration of the light-emitting chip C shown in FIG.
The light-emitting chip C includes a plurality of light-emitting elements (in the present embodiment, light-emitting thyristors L1 and L2) arranged in a row along the long side on the side close to one side of the long side on the surface of the substrate 80 having a rectangular surface shape. L2 and L3,...)) Are provided. Further, the light emitting chip C has terminals (φ1 terminal, φ2 terminal, Vga terminal, φI terminal) which are a plurality of bonding pads for taking in various control signals and the like at both ends in the long side direction of the surface of the substrate 80. I have. These terminals are provided in the order of the φ1 terminal and the Vga terminal from one end of the substrate 80, and are provided in the order of the φI terminal and the φ2 terminal from the other end of the substrate 80. The light emitting unit 102 is provided between the Vga terminal and the φ2 terminal. Further, a back electrode 85 (see FIG. 6 described later) is provided on the back surface of the substrate 80 as a Vsub terminal.

なお、「列状」とは、図4(a)に示したように複数の発光素子が一直線上に配置されている場合に限らず、複数の発光素子のそれぞれの発光素子が、列方向と直交する方向に対して、互いに異なるずれ量を有して配置されている状態でもよい。例えば、発光素子の発光面311(後述する図6参照)を画素としたとき、それぞれの発光素子が、列方向と直交する方向に数画素分または数十画素分のずれ量をもって配置されていてもよい。また、隣接する発光素子間で交互に、または複数の発光素子毎に、ジグザグに配置されていてもよい。   Note that the “column shape” is not limited to the case where a plurality of light emitting elements are arranged in a straight line as illustrated in FIG. 4A, and the light emitting elements of the plurality of light emitting elements are arranged in the column direction. It may be in a state where they are arranged with different amounts of displacement with respect to the orthogonal direction. For example, when the light emitting surface 311 (see FIG. 6 described later) of the light emitting element is a pixel, each light emitting element is arranged with a shift amount of several pixels or several tens of pixels in a direction orthogonal to the column direction. Also good. Moreover, you may arrange | position zigzag alternately between adjacent light emitting elements or for every several light emitting element.

次に、図4(b)により、発光装置65の信号発生回路110の構成および回路基板62上の配線(ライン)の構成を説明する。
前述したように、発光装置65の回路基板62には、信号発生回路110および発光チップC1〜C40が搭載され、信号発生回路110と発光チップC1〜C40とを接続する配線(ライン)が設けられている。
Next, the configuration of the signal generation circuit 110 of the light emitting device 65 and the configuration of the wiring (line) on the circuit board 62 will be described with reference to FIG.
As described above, the signal generating circuit 110 and the light emitting chips C1 to C40 are mounted on the circuit board 62 of the light emitting device 65, and wirings (lines) for connecting the signal generating circuit 110 and the light emitting chips C1 to C40 are provided. ing.

まず、信号発生回路110の構成について説明する。
信号発生回路110には、画像出力制御部30および画像処理部40(図1参照)より、画像処理された画像データおよび各種の制御信号が入力される。信号発生回路110は、これらの画像データおよび各種の制御信号に基づいて、画像データの並び替えや光量の補正等を行う。
そして、信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光チップC1〜C40に、第1転送信号φ1、第2転送信号φ2を送信する転送信号発生部120を備えている。
そしてまた、信号発生回路110は、各種の制御信号に基づき、発光チップC1〜C40に、点灯信号φI1〜φI40をそれぞれ送信する点灯信号発生部140を備えている。なお、点灯信号φI1〜φI40をそれぞれ区別しないときは点灯信号φIと表記する。
さらにまた、信号発生回路110は、発光チップC1〜C40に電位の基準となる基準電位Vsubを供給する基準電位供給部160、発光チップC1〜C40の駆動のための電源電位Vgaを供給する電源電位供給部170を備えている。
First, the configuration of the signal generation circuit 110 will be described.
Image signal processed image data and various control signals are input to the signal generation circuit 110 from the image output control unit 30 and the image processing unit 40 (see FIG. 1). Based on these image data and various control signals, the signal generation circuit 110 rearranges the image data and corrects the amount of light.
The signal generation circuit 110 includes a transfer signal generation unit 120 that transmits the first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2 to the light emitting chips C1 to C40 based on various control signals.
In addition, the signal generation circuit 110 includes a lighting signal generation unit 140 that transmits the lighting signals φI1 to φI40 to the light emitting chips C1 to C40 based on various control signals. When the lighting signals φI1 to φI40 are not distinguished from each other, they are expressed as a lighting signal φI.
Furthermore, the signal generation circuit 110 supplies a reference potential supply unit 160 that supplies a reference potential Vsub that serves as a potential reference to the light emitting chips C1 to C40, and a power supply potential that supplies a power supply potential Vga for driving the light emitting chips C1 to C40. A supply unit 170 is provided.

次に、発光チップC1〜C40の配列について説明する。
奇数番号の発光チップC1、C3、C5、…は、それぞれの基板80の長辺方向に間隔を設けて一列に配列されている。偶数番号の発光チップC2、C4、C6、…も、同様にそれぞれの基板80の長辺の方向に間隔を設けて一列に配列されている。そして、奇数番号の発光チップC1、C3、C5、…と偶数番号の発光チップC2、C4、C6、…とは、発光チップCに設けられた発光部102側の長辺が向かい合うように、互いに180°回転した状態で千鳥状に配列されている。そして、発光チップC間においても発光素子が主走査方向(X方向)に予め定められた間隔で並ぶように位置が設定されている。なお、図4(b)の発光チップC1、C2、C3、…に、図4(a)に示した発光部102の発光素子の並び(本実施の形態では発光サイリスタL1、L2、L3、…の番号順)の方向を矢印で示している。
Next, the arrangement of the light emitting chips C1 to C40 will be described.
The odd-numbered light emitting chips C1, C3, C5,... Are arranged in a line at intervals in the long side direction of each substrate 80. The even-numbered light emitting chips C2, C4, C6,... Are similarly arranged in a row at intervals in the direction of the long side of each substrate 80. The odd numbered light emitting chips C1, C3, C5,... And the even numbered light emitting chips C2, C4, C6,... Are arranged so that the long sides on the light emitting unit 102 side provided in the light emitting chip C face each other. They are arranged in a zigzag pattern in a state rotated by 180 °. The positions of the light emitting chips C are also set so that the light emitting elements are arranged at predetermined intervals in the main scanning direction (X direction). In FIG. 4B, the light emitting chips C1, C2, C3,... Are arranged with the light emitting elements of the light emitting unit 102 shown in FIG. 4A (in this embodiment, the light emitting thyristors L1, L2, L3,... (In order of numbers) are indicated by arrows.

信号発生回路110と発光チップC1〜C40とを接続する配線(ライン)について説明する。
回路基板62には、発光チップCの基板80裏面に設けられたVsub端子である裏面電極85(後述の図6参照)に設けられたVsub端子に接続され、基準電位Vsubを供給する電源ライン200aが設けられている。
そして、回路基板62には、発光チップCに設けられたVga端子に接続され、駆動のための電源電位Vgaを供給する電源ライン200bが設けられている。
A wiring (line) connecting the signal generation circuit 110 and the light emitting chips C1 to C40 will be described.
The circuit board 62 is connected to a Vsub terminal provided on a back electrode 85 (see FIG. 6 described later) which is a Vsub terminal provided on the back surface of the substrate 80 of the light emitting chip C, and supplies a reference potential Vsub. Is provided.
The circuit board 62 is provided with a power supply line 200b that is connected to a Vga terminal provided on the light emitting chip C and supplies a power supply potential Vga for driving.

回路基板62には、信号発生回路110の転送信号発生部120から、発光チップC1〜C40のφ1端子に第1転送信号φ1を送信するための第1転送信号ライン201、発光チップC1〜C40のφ2端子に第2転送信号φ2を送信するための第2転送信号ライン202が設けられている。第1転送信号φ1、第2転送信号φ2は、発光チップC1〜C40に共通(並列)に送信される。   The circuit board 62 includes a first transfer signal line 201 for transmitting the first transfer signal φ1 from the transfer signal generator 120 of the signal generation circuit 110 to the φ1 terminals of the light emitting chips C1 to C40, and the light emitting chips C1 to C40. A second transfer signal line 202 for transmitting the second transfer signal φ2 to the φ2 terminal is provided. The first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2 are transmitted in common (in parallel) to the light emitting chips C1 to C40.

そしてまた、回路基板62には、信号発生回路110の点灯信号発生部140から、各発光チップC1〜C40のそれぞれのφI端子に、それぞれ電流制限抵抗RIを介して、点灯信号φI1〜φI40を送信する点灯信号ライン204−1〜204−40が設けられている。   Further, the lighting signals φI1 to φI40 are transmitted to the circuit board 62 from the lighting signal generation unit 140 of the signal generation circuit 110 to the respective φI terminals of the respective light emitting chips C1 to C40 via the current limiting resistors RI. Lighting signal lines 204-1 to 204-40 are provided.

以上説明したように、回路基板62上のすべての発光チップC1〜C40に、基準電位Vsub、電源電位Vgaが共通に供給される。第1転送信号φ1、第2転送信号φ2も、発光チップC1〜C40に共通(並列)に送信される。一方、点灯信号φI1〜φI40は、発光チップC1〜C40にそれぞれ個別に送信される。
なお、発光装置65が、信号発生回路110を備えない場合には、発光装置65には、電源ライン200a、200b、第1転送信号ライン201、第2転送信号ライン202、点灯信号ライン204−1〜204−40は、信号発生回路110の代わりにコネクタなどに接続される。そして、コネクタなどに接続されるケーブルにより外部に設けられた信号発生回路110に接続される。
As described above, the reference potential Vsub and the power supply potential Vga are commonly supplied to all the light emitting chips C1 to C40 on the circuit board 62. The first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2 are also transmitted in common (in parallel) to the light emitting chips C1 to C40. On the other hand, the lighting signals φI1 to φI40 are individually transmitted to the light emitting chips C1 to C40, respectively.
If the light emitting device 65 does not include the signal generation circuit 110, the light emitting device 65 includes power supply lines 200a and 200b, a first transfer signal line 201, a second transfer signal line 202, and a lighting signal line 204-1. ˜204-40 are connected to a connector or the like instead of the signal generation circuit 110. And it connects to the signal generation circuit 110 provided outside by the cable connected to a connector etc.

(発光チップC)
図5は、自己走査型発光素子アレイ(SLED)が搭載された発光チップCの回路構成を説明するための等価回路図である。以下において説明する各素子は、端子(φ1端子、φ2端子、Vga端子、φI端子)を除き、発光チップC上のレイアウト(後述する図6参照)に基づいて配置されている。なお、端子(φ1端子、φ2端子、Vga端子、φI端子)の位置は、図4(a)と異なるが、説明の便宜上、図中左端に示している。そして、基板80の裏面に設けられたVsub端子を、基板80の外に引き出して示している。
ここでは、信号発生回路110との関係において発光チップC1を例に、発光チップCを説明する。そこで、図5において、発光チップCを発光チップC1(C)と表記する。他の発光チップC2〜C40の構成は、発光チップC1と同じである。
(Light emitting chip C)
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram for explaining a circuit configuration of the light-emitting chip C on which the self-scanning light-emitting element array (SLED) is mounted. Each element described below is arranged based on a layout (see FIG. 6 described later) on the light emitting chip C except for terminals (φ1 terminal, φ2 terminal, Vga terminal, φI terminal). Note that the positions of the terminals (φ1 terminal, φ2 terminal, Vga terminal, φI terminal) are different from those in FIG. 4A, but are shown at the left end in the figure for convenience of explanation. The Vsub terminal provided on the back surface of the substrate 80 is drawn out of the substrate 80.
Here, the light emitting chip C will be described taking the light emitting chip C1 as an example in relation to the signal generation circuit 110. Therefore, in FIG. 5, the light-emitting chip C is referred to as a light-emitting chip C <b> 1 (C). The configuration of the other light emitting chips C2 to C40 is the same as that of the light emitting chip C1.

発光チップC1(C)は、前述したように基板80上に列状に配列された発光サイリスタL1、L2、L3、…から構成される発光サイリスタ列(発光部102(図4(a)参照))を備えている。
そして、発光チップC1(C)は、発光サイリスタ列と同様に列状に配列された転送サイリスタT1、T2、T3、…から構成される転送サイリスタ列を備えている。
The light-emitting chip C1 (C) is a light-emitting thyristor array (light-emitting portion 102 (see FIG. 4A)) composed of the light-emitting thyristors L1, L2, L3,. ).
The light emitting chip C1 (C) includes a transfer thyristor array composed of transfer thyristors T1, T2, T3,... Arranged in a row like the light emitting thyristor array.

また、発光チップC1(C)は、転送サイリスタT1、T2、T3、…をそれぞれ番号順に2つをペアにして、それぞれのペアの間に結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…を備えている。
さらに、発光チップC1(C)は、電源線抵抗Rgx1、Rgx2、Rgx3、…を備えている。
Further, the light emitting chip C1 (C) includes two pairs of transfer thyristors T1, T2, T3,... In the order of numbers and coupling diodes Dx1, Dx2, Dx3,.
Further, the light emitting chip C1 (C) includes power line resistances Rgx1, Rgx2, Rgx3,.

また、発光チップC1(C)は、1個のスタートダイオードDx0を備えている。そして、後述する第1転送信号φ1が送信される第1転送信号線72と第2転送信号φ2が送信される第2転送信号線73とに過剰な電流が流れるのを防止するために設けられた電流制限抵抗R1、R2を備えている。   The light emitting chip C1 (C) includes one start diode Dx0. In order to prevent an excessive current from flowing through a first transfer signal line 72 to which a first transfer signal φ1 to be described later is transmitted and a second transfer signal line 73 to which a second transfer signal φ2 is transmitted. Current limiting resistors R1 and R2.

発光サイリスタ列の発光サイリスタL1、L2、L3、…、転送サイリスタ列の転送サイリスタT1、T2、T3、…は、図5中において、左側から番号順に配列されている。さらに、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…、電源線抵抗Rgx1、Rgx2、Rgx3、…も、図中左側から番号順に配列されている。
そして、発光サイリスタ列、転送サイリスタ列は、図5において上から、転送サイリスタ列、発光サイリスタ列の順に並べられている。
The light emitting thyristors L1, L2, L3,... Of the light emitting thyristor array and the transfer thyristors T1, T2, T3,. Further, the coupling diodes Dx1, Dx2, Dx3,..., The power line resistances Rgx1, Rgx2, Rgx3,.
The light emitting thyristor array and the transfer thyristor array are arranged in the order of the transfer thyristor array and the light emitting thyristor array from the top in FIG.

ここでは、発光サイリスタL1、L2、L3、…、転送サイリスタT1、T2、T3、…、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…、電源線抵抗Rgx1、Rgx2、Rgx3、…をそれぞれ区別しないときは、発光サイリスタL、転送サイリスタT、結合ダイオードDx、電源線抵抗Rgxと表記する。   Here, the light emitting thyristors L1, L2, L3,..., The transfer thyristors T1, T2, T3,..., The coupling diodes Dx1, Dx2, Dx3,..., The power line resistances Rgx1, Rgx2, Rgx3,. The light-emitting thyristor L, the transfer thyristor T, the coupling diode Dx, and the power supply line resistance Rgx are represented.

発光サイリスタ列における発光サイリスタLの数は、予め定められた個数とすればよい。本実施の形態で、発光サイリスタLの数を例えば128個とすると、転送サイリスタTの数も128個である。同様に、電源線抵抗Rgxの数も128個である。しかし、結合ダイオードDxの数は、転送サイリスタTの数より1少ない127個である。
なお、転送サイリスタTの数は、発光サイリスタLの数より多くてもよい。
The number of light emitting thyristors L in the light emitting thyristor array may be a predetermined number. In this embodiment, if the number of light emitting thyristors L is, for example, 128, the number of transfer thyristors T is also 128. Similarly, the number of power line resistances Rgx is 128. However, the number of coupling diodes Dx is 127, which is one less than the number of transfer thyristors T.
The number of transfer thyristors T may be larger than the number of light emitting thyristors L.

上記のサイリスタ(発光サイリスタL、転送サイリスタT)は、ゲート端子、アノード端子、カソード端子の3端子を有する半導体素子である。   The thyristor (light-emitting thyristor L, transfer thyristor T) is a semiconductor element having three terminals: a gate terminal, an anode terminal, and a cathode terminal.

では次に、発光チップC1(C)における各素子の電気的な接続について説明する。
転送サイリスタT、発光サイリスタLのそれぞれのアノード端子は、発光チップC1(C)の基板80に接続されている(アノードコモン)。
そして、これらのアノード端子は、基板80裏面に設けられたVsub端子である裏面電極85(後述の図6参照)を介して電源ライン200a(図4(b)参照)に接続されている。この電源ライン200aは、基準電位供給部160から基準電位Vsubが供給される。
Next, electrical connection of each element in the light emitting chip C1 (C) will be described.
The anode terminals of the transfer thyristor T and the light emitting thyristor L are connected to the substrate 80 of the light emitting chip C1 (C) (anode common).
These anode terminals are connected to a power supply line 200a (see FIG. 4B) via a back electrode 85 (see FIG. 6 described later) which is a Vsub terminal provided on the back surface of the substrate 80. The power supply line 200a is supplied with the reference potential Vsub from the reference potential supply unit 160.

転送サイリスタTの配列に沿って、奇数番号(奇数番目)の転送サイリスタT1、T3、…のカソード端子は、第1転送信号線72に接続されている。そして、第1転送信号線72は、電流制限抵抗R1を介してφ1端子に接続されている。このφ1端子には、第1転送信号ライン201(図4(b)参照)が接続され、点灯信号発生部140から第1転送信号φ1が送信される。
一方、転送サイリスタTの配列に沿って、偶数番号(偶数番目)の転送サイリスタT2、T4、…のカソード端子は、第2転送信号線73に接続されている。そして、第2転送信号線73は、電流制限抵抗R2を介してφ2端子に接続されている。このφ2端子には、第2転送信号ライン202(図4(b)参照)が接続され、点灯信号発生部140から第2転送信号φ2が送信される。
Along with the arrangement of the transfer thyristors T, the cathode terminals of the odd-numbered (odd-numbered) transfer thyristors T1, T3,... Are connected to the first transfer signal line 72. The first transfer signal line 72 is connected to the φ1 terminal via the current limiting resistor R1. The first transfer signal line 201 (see FIG. 4B) is connected to the φ1 terminal, and the first transfer signal φ1 is transmitted from the lighting signal generator 140.
On the other hand, the cathode terminals of the even-numbered (even-numbered) transfer thyristors T 2, T 4,... The second transfer signal line 73 is connected to the φ2 terminal via the current limiting resistor R2. The second transfer signal line 202 (see FIG. 4B) is connected to the φ2 terminal, and the second transfer signal φ2 is transmitted from the lighting signal generator 140.

発光サイリスタL1、L2、L3、…のカソード端子は、点灯信号線75に接続されている。点灯信号線75は、φI端子に接続されている。発光チップC1では、φI端子は、電流制限抵抗RIを介して点灯信号ライン204−1に接続され、点灯信号発生部140から点灯信号φI1が送信される。点灯信号φI1は、発光サイリスタL1、L2、L3、…に点灯のための電流を供給する。なお、他の発光チップC2〜C40のφI端子には、それぞれ電流制限抵抗RIを介して点灯信号ライン204−2〜204−40が接続され、点灯信号発生部140から点灯信号φI2〜φI40が送信される。   The cathode terminals of the light emitting thyristors L 1, L 2, L 3,... Are connected to the lighting signal line 75. The lighting signal line 75 is connected to the φI terminal. In the light emitting chip C1, the φI terminal is connected to the lighting signal line 204-1 via the current limiting resistor RI, and the lighting signal φI1 is transmitted from the lighting signal generator 140. The lighting signal φI1 supplies a current for lighting to the light emitting thyristors L1, L2, L3,. The lighting signal lines 204-2 to 204-40 are connected to the φI terminals of the other light emitting chips C2 to C40 via current limiting resistors RI, respectively, and the lighting signals φI2 to φI40 are transmitted from the lighting signal generator 140. Is done.

転送サイリスタT1、T2、T3、…のそれぞれのゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…は、同じ番号の発光サイリスタL1、L2、L3、…のゲート端子Gl1、Gl2、Gl3、…に、1対1で接続されている。よって、ゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…とゲート端子Gl1、Gl2、Gl3、…とは、同じ番号のものが電気的に同電位になっている。よって、例えばゲート端子Gt1(ゲート端子Gl1)と表記して、電位が同じであることを示す。   The gate terminals Gt1, Gt2, Gt3,... Of the transfer thyristors T1, T2, T3,... Have a one-to-one correspondence with the gate terminals Gl1, Gl2, Gl3,. Connected with. Therefore, the gate terminals Gt1, Gt2, Gt3,... And the gate terminals Gl1, Gl2, Gl3,. Therefore, for example, the gate terminal Gt1 (gate terminal Gl1) is expressed and indicates that the potentials are the same.

ここでも、ゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…、ゲート端子Gl1、Gl2、Gl3、…をそれぞれ区別しないときは、ゲート端子Gt、ゲート端子Glと表記する。そして、ゲート端子Gt(ゲート端子Gl)と表記して、電位が同じであることを示す。   Here, the gate terminals Gt1, Gt2, Gt3,..., And the gate terminals Gl1, Gl2, Gl3,. It is expressed as a gate terminal Gt (gate terminal Gl) and indicates that the potential is the same.

転送サイリスタT1、T2、T3、…のそれぞれのゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…を番号順に2個ずつペアとしたゲート端子Gt間に、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…がそれぞれ接続されている。すなわち、結合ダイオードDx1、Dx2、Dx3、…はそれぞれがゲート端子Gt1、Gt2、Gt3、…で順に挟まれるように直列接続されている。そして、結合ダイオードDx1の向きは、ゲート端子Gt1からゲート端子Gt2に向かって電流が流れる方向に接続されている。他の結合ダイオードDx2、Dx3、Dx4、…についても同様である。   Coupling diodes Dx1, Dx2, Dx3,... Are connected between the gate terminals Gt, each of which is a pair of gate terminals Gt1, Gt2, Gt3,... Of transfer thyristors T1, T2, T3,. Yes. That is, the coupling diodes Dx1, Dx2, Dx3,... Are connected in series so as to be sandwiched between the gate terminals Gt1, Gt2, Gt3,. The direction of the coupling diode Dx1 is connected in a direction in which a current flows from the gate terminal Gt1 toward the gate terminal Gt2. The same applies to the other coupling diodes Dx2, Dx3, Dx4,.

転送サイリスタTのゲート端子Gt(ゲート端子Gl)は、転送サイリスタTのそれぞれに対応して設けられた電源線抵抗Rgxを介して、電源線71に接続されている。電源線71はVga端子に接続されている。Vga端子には、電源ライン200b(図4(b)参照)が接続され、電源電位供給部170から電源電位Vgaが供給される。   The gate terminal Gt (gate terminal Gl) of the transfer thyristor T is connected to the power supply line 71 via the power supply line resistance Rgx provided corresponding to each of the transfer thyristors T. The power supply line 71 is connected to the Vga terminal. A power supply line 200b (see FIG. 4B) is connected to the Vga terminal, and the power supply potential Vga is supplied from the power supply potential supply unit 170.

そして、転送サイリスタ列の一端側の転送サイリスタT1のゲート端子Gt1は、スタートダイオードDx0のカソード端子に接続されている。一方、スタートダイオードDx0のアノード端子は、第2転送信号線73に接続されている。   The gate terminal Gt1 of the transfer thyristor T1 on one end side of the transfer thyristor array is connected to the cathode terminal of the start diode Dx0. On the other hand, the anode terminal of the start diode Dx 0 is connected to the second transfer signal line 73.

図5において、発光チップC1(C)の転送サイリスタT、結合ダイオードDx、電源線抵抗Rgx、スタートダイオードDx0、電流制限抵抗R1、R2を備える部分を転送部101と表記する。そして、発光サイリスタLを備える部分が発光部102に該当する。   In FIG. 5, a portion including the transfer thyristor T, the coupling diode Dx, the power supply line resistance Rgx, the start diode Dx0, and the current limiting resistors R1 and R2 of the light emitting chip C1 (C) is referred to as a transfer unit 101. A portion including the light emitting thyristor L corresponds to the light emitting unit 102.

図6は、第1の実施の形態が適用される発光チップCの平面レイアウト図および断面図の一例である。ここでは、発光チップCと信号発生回路110との接続関係を示さないので、発光チップC1を例とすることを要しない。よって、発光チップCと表記する。
図6(a)は、発光チップCの平面レイアウト図であって、発光サイリスタL1〜L4、転送サイリスタT1〜T4を中心とした部分を示している。なお、端子(φ1端子、φ2端子、Vga端子、φI端子)の位置は、図4(a)と異なるが、説明の便宜上、図中左端部に示している。そして、基板80の裏面に設けられたVsub端子は、基板80の外に引き出して示している。図4(a)に対応させて端子を設けるとすると、φ2端子、φI端子、電流制限抵抗R2は、図6(a)において基板80の右端部に設けられる。また、スタートダイオードDx0は基板80の右端部に設けられてもよい。
図6(b)は、図6(a)に示したVIB−VIB線での断面図である。よって、図6(b)の断面図には、図中下より発光サイリスタL1、転送サイリスタT1、結合ダイオードDx1、電源線抵抗Rgx1の断面が示されている。なお、図6(a)および(b)の図中には、主要な素子や端子を名前により表記している。
FIG. 6 is an example of a plan layout view and a cross-sectional view of the light emitting chip C to which the first embodiment is applied. Here, since the connection relationship between the light-emitting chip C and the signal generation circuit 110 is not shown, it is not necessary to use the light-emitting chip C1 as an example. Therefore, it is expressed as a light emitting chip C.
FIG. 6A is a plan layout diagram of the light emitting chip C, and shows a portion centering on the light emitting thyristors L1 to L4 and the transfer thyristors T1 to T4. Note that the positions of the terminals (φ1 terminal, φ2 terminal, Vga terminal, φI terminal) are different from those in FIG. 4A, but are shown at the left end in the figure for convenience of explanation. The Vsub terminal provided on the back surface of the substrate 80 is drawn out of the substrate 80. If terminals are provided corresponding to FIG. 4A, the φ2 terminal, the φI terminal, and the current limiting resistor R2 are provided at the right end portion of the substrate 80 in FIG. 6A. The start diode Dx0 may be provided at the right end portion of the substrate 80.
FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line VIB-VIB shown in FIG. Therefore, in the cross-sectional view of FIG. 6B, a cross section of the light emitting thyristor L1, the transfer thyristor T1, the coupling diode Dx1, and the power supply line resistance Rgx1 is shown from the bottom in the figure. In addition, in FIG. 6A and FIG. 6B, main elements and terminals are indicated by names.

発光チップCは、図6(b)に示すように、p型の基板80上に、p型の第1半導体層81、n型の第2半導体層82、p型の第3半導体層83およびn型の第4半導体層84が順に積層された複数の島(アイランド)(後述する第1アイランド301、第2アイランド302、第3アイランド303など)から構成されている。すなわち、これらの複数のアイランドは、図6(b)に示すように、少なくともn型の第2半導体層82、p型の第3半導体層83およびn型の第4半導体層84が相互に分離されている。なお、p型の第1半導体層81は、分離されていても、されていなくともよい。図6(b)では、p型の第1半導体層81は、厚さ方向に一部が分離されている。また、p型の第1半導体層81が基板80を兼ねてもよい。
さらに、以下に説明するように、複数のアイランドは、n型の第4半導体層84を部分的に有している(例えば、後述する第1アイランド301)か、n型の第4半導体層84を有していない(例えば、後述する第3アイランド303)。
そして、発光チップCには、図6(b)に示すように、これらのアイランドの表面および側面を覆うように設けられた絶縁層86が設けられている。そして、これらのアイランドと電源線71、第1転送信号線72、第2転送信号線73、点灯信号線75などの配線とが、絶縁層86に設けられたスルーホール(図6(a)では○で示す。)を介して接続されている。以下の説明では、絶縁層86および開口についての説明を省略する。
As shown in FIG. 6B, the light-emitting chip C includes a p-type first semiconductor layer 81, an n-type second semiconductor layer 82, a p-type third semiconductor layer 83, and a p-type substrate 80. The n-type fourth semiconductor layer 84 is composed of a plurality of islands (islands) (a first island 301, a second island 302, a third island 303, etc., which will be described later) stacked in order. That is, as shown in FIG. 6B, at least the n-type second semiconductor layer 82, the p-type third semiconductor layer 83, and the n-type fourth semiconductor layer 84 are separated from each other in the plurality of islands. Has been. Note that the p-type first semiconductor layer 81 may or may not be separated. In FIG. 6B, the p-type first semiconductor layer 81 is partially separated in the thickness direction. The p-type first semiconductor layer 81 may also serve as the substrate 80.
Further, as will be described below, each of the plurality of islands partially includes an n-type fourth semiconductor layer 84 (for example, a first island 301 described later) or the n-type fourth semiconductor layer 84. (For example, a third island 303 described later).
As shown in FIG. 6B, the light emitting chip C is provided with an insulating layer 86 provided so as to cover the surface and side surfaces of these islands. These islands and wiring such as the power supply line 71, the first transfer signal line 72, the second transfer signal line 73, and the lighting signal line 75 are formed through holes (in FIG. 6A). It is connected via). In the following description, description of the insulating layer 86 and the opening is omitted.

図6(a)に示すように、第1アイランド301には、発光サイリスタL1が設けられている。そして、図6(b)に示すように、発光サイリスタL1のn型の第4半導体層84の表面(p型の基板80の反対側)である発光面311に対向して、レンズ92が設けられている。
発光サイリスタLでは、主にn型の第2半導体層82とp型の第3半導体層83とで発光する。ここでは、カソードとして働くn型の第4半導体層84から光を取り出すため、発光サイリスタLのn型の第4半導体層84の表面を発光面311と表記する。
ここでは、発光面311の平面形状は正方形であるとし、n型オーミック電極321が発光面311の中央に設けられているとして説明する。
As shown in FIG. 6A, the first island 301 is provided with a light emitting thyristor L1. 6B, a lens 92 is provided so as to face the light emitting surface 311 which is the surface of the n-type fourth semiconductor layer 84 of the light-emitting thyristor L1 (opposite side of the p-type substrate 80). It has been.
In the light emitting thyristor L, light is emitted mainly by the n-type second semiconductor layer 82 and the p-type third semiconductor layer 83. Here, in order to extract light from the n-type fourth semiconductor layer 84 serving as a cathode, the surface of the n-type fourth semiconductor layer 84 of the light-emitting thyristor L is referred to as a light-emitting surface 311.
Here, it is assumed that the planar shape of the light emitting surface 311 is a square, and the n-type ohmic electrode 321 is provided at the center of the light emitting surface 311.

レンズ92は、発光サイリスタL1の発光面311、n型オーミック電極321を覆う絶縁層86およびn型オーミック電極321に絶縁層86に設けられたスルーホールを介して接続された点灯信号線75(枝部75b)上に設けられている。
そして、レンズ92は、図6(b)に示すように、発光面311と交差する方向に筒状に開口された開口部92aと、開口部92aの周囲に発光サイリスタL1上に配置され、開口部92aから発光面311に沿う方向に遠ざかるにしたがって発光面311に近づくとともに、凸面状となっている表面(曲面92c)を有する曲面部92bとを備えている。
なお、曲面部92bは、開口部92aの発光面311から遠い側の端に連続している。
レンズ92は、発光面311に垂直な光軸を有し且つ表面が凸面状のレンズに、光軸に沿って円筒状に開口部92aを設けた構成と考えることもできる。すなわち、発光面311に垂直な光軸を有し且つ表面が凸面状のレンズから、開口部92aを除いた部分が曲面部92bである。
以下では、曲面部92bは開口部92aを囲んでいるとして説明する。しかし、曲面部92bは、開口部92aを完全に囲むことを要せず、一部または複数の部分で開いていてもよい。
The lens 92 includes a light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L1, an insulating layer 86 that covers the n-type ohmic electrode 321, and a lighting signal line 75 (branch) connected to the n-type ohmic electrode 321 through a through hole provided in the insulating layer 86. Part 75b).
Then, as shown in FIG. 6B, the lens 92 is disposed on the light emitting thyristor L1 around the opening 92a and the opening 92a that is cylindrically opened in the direction intersecting the light emitting surface 311. A curved surface portion 92b having a convex surface (curved surface 92c) is provided while approaching the light emitting surface 311 as the distance from the portion 92a in the direction along the light emitting surface 311 is increased.
The curved surface portion 92b is continuous with the end of the opening 92a on the side far from the light emitting surface 311.
The lens 92 can also be considered as a configuration in which an opening 92a is provided in a cylindrical shape along the optical axis in a lens having an optical axis perpendicular to the light emitting surface 311 and a convex surface. That is, a portion obtained by removing the opening 92a from a lens having an optical axis perpendicular to the light emitting surface 311 and having a convex surface is the curved surface portion 92b.
In the following description, it is assumed that the curved surface portion 92b surrounds the opening 92a. However, the curved surface portion 92b does not need to completely surround the opening portion 92a, and may be opened at a part or a plurality of portions.

開口部92aの内側面92dは、発光面311から立ち上がるとともに、発光面311から遠い側の端は、曲面部92bの曲面92cにつながっている。なお、開口部92aの内側面92dは、図6(b)において、発光面311に対して垂直に記載しているが、必ずしも垂直でなくてもよく、発光面311に対して傾いていてもよい。さらに、開口部92aは、発光面311から近い側と、遠い側とで、断面の形状が同じでなくてもよく、いずれか一方が他方に比べて大きくなっていてもよい。また、開口部92aは、発光面311に対して近い側と遠い側との間において、断面の形状が変化してもよい。   The inner surface 92d of the opening 92a rises from the light emitting surface 311 and the end far from the light emitting surface 311 is connected to the curved surface 92c of the curved surface portion 92b. Note that the inner side surface 92d of the opening 92a is illustrated as being perpendicular to the light emitting surface 311 in FIG. 6B, but is not necessarily perpendicular and may be inclined with respect to the light emitting surface 311. Good. Furthermore, the opening 92a may not have the same cross-sectional shape on the side closer to the light emitting surface 311 and on the side farther from the light emitting surface 311, and either one may be larger than the other. Further, the shape of the cross section of the opening 92a may change between the side closer to the light emitting surface 311 and the side farther from the light emitting surface 311.

以上説明したように、レンズ92は、開口部92aと曲面部92bとを備えている。そして、曲面部92bは、発光サイリスタL上に接して設けられ、曲面92cと、開口部92aの内側面92dとで囲まれている。   As described above, the lens 92 includes the opening 92a and the curved surface 92b. The curved surface portion 92b is provided in contact with the light emitting thyristor L, and is surrounded by the curved surface 92c and the inner side surface 92d of the opening 92a.

そして、開口部92aの中心は、発光面311の中心と一致させている。ここで、開口部92aの中心とは、開口部92aの発光面311側の端部を発光面311に投影したときにできる面が密度の等しい板と仮定したときの重心をいう。同様に、発光面311の中心とは、発光面311が密度の等しい板と仮定したときの重心をいう。
開口部92aが対向する発光面311の部分を発光面311の中央部と、曲面部92bが対応する発光面311の部分を発光面311の周辺部とする。
The center of the opening 92 a is made to coincide with the center of the light emitting surface 311. Here, the center of the opening 92a means the center of gravity when it is assumed that the surface formed when the end of the opening 92a on the light emitting surface 311 side is projected onto the light emitting surface 311 is a plate having the same density. Similarly, the center of the light emitting surface 311 refers to the center of gravity when the light emitting surface 311 is assumed to be a plate having the same density.
A portion of the light emitting surface 311 facing the opening 92a is a central portion of the light emitting surface 311 and a portion of the light emitting surface 311 corresponding to the curved surface portion 92b is a peripheral portion of the light emitting surface 311.

第2アイランド302には、転送サイリスタT1、結合ダイオードDx1が設けられている。第3アイランド303には、電源線抵抗Rgx1が設けられている。第4アイランド304には、スタートダイオードDx0が設けられている。第5アイランド305には電流制限抵抗R1が、第6アイランド306には電流制限抵抗R2が設けられている。
そして、発光チップCには、第1アイランド301、第2アイランド302、第3アイランド303と同様なアイランドが、並列して複数形成されている。これらのアイランドには、発光サイリスタL2、L3、L4、…、転送サイリスタT2、T3、T4、…、結合ダイオードDx2、Dx3、Dx4,…等が、第1アイランド301、第2アイランド302、第3アイランド303と同様に設けられている。そして、発光サイリスタL2、L3、…上にそれぞれレンズ92が設けられている。
また、図6(b)に示すように、基板80の裏面にはVsub端子となる裏面電極85が設けられている。
The second island 302 is provided with a transfer thyristor T1 and a coupling diode Dx1. The third island 303 is provided with a power supply line resistance Rgx1. The fourth island 304 is provided with a start diode Dx0. The fifth island 305 is provided with a current limiting resistor R1, and the sixth island 306 is provided with a current limiting resistor R2.
In the light emitting chip C, a plurality of islands similar to the first island 301, the second island 302, and the third island 303 are formed in parallel. These islands include light emitting thyristors L2, L3, L4,..., Transfer thyristors T2, T3, T4,..., Coupling diodes Dx2, Dx3, Dx4,. It is provided in the same manner as the island 303. Further, a lens 92 is provided on each of the light emitting thyristors L2, L3,.
Further, as shown in FIG. 6B, a back surface electrode 85 serving as a Vsub terminal is provided on the back surface of the substrate 80.

発光サイリスタL1、L2、L3、…にそれぞれ設けられた複数のレンズ92は、発光サイリスタ列の列方向に沿って設けられたレンズ列を構成している。すなわち、レンズ列の列方向には、複数のレンズ92のそれぞれのレンズ92の曲面部92bが互いに接して一体化している(後述する図7(d)参照)。すなわち、レンズ92の曲面92cは、発光面311の面積を超えて広がりうるが、隣接する発光サイリスタL間で重なる部分が切り取られ、曲面部92bが互いに接触して一体化している。   The plurality of lenses 92 provided in each of the light emitting thyristors L1, L2, L3,... Constitutes a lens row provided along the row direction of the light emitting thyristor row. That is, in the row direction of the lens row, the curved surface portions 92b of the lenses 92 of the plurality of lenses 92 are in contact with each other and integrated (see FIG. 7D described later). In other words, the curved surface 92c of the lens 92 can extend beyond the area of the light emitting surface 311, but the overlapping portion between the adjacent light emitting thyristors L is cut out, and the curved surface portions 92b are in contact with each other and integrated.

一方、レンズ92の曲面部92bは、レンズ列の列方向の両端およびレンズ列の列方向と直交する側において、曲面92cが基板80に垂直な外側面92eで断ち切られている。すなわち、レンズ92の曲面92cは、発光面311の面積を超えて広がりうるが、レンズ列の列方向と直交する側において、発光面311からはみ出した部分が切り取られたようになっている。なお、切り取る部分は、発光サイリスタLから出射された光の取出し効率の改善効果により設定すればよい。
ここでは、隣接する発光サイリスタL間でレンズ92が曲面部92bにおいて互いに接触して一体化していても、発光サイリスタLごとにレンズ92が設けられているとする。
レンズ92の形状については後に詳述する。
On the other hand, in the curved surface portion 92b of the lens 92, the curved surface 92c is cut off by an outer surface 92e perpendicular to the substrate 80 on both ends in the row direction of the lens row and on the side orthogonal to the row direction of the lens row. In other words, the curved surface 92c of the lens 92 can extend beyond the area of the light emitting surface 311. However, a portion protruding from the light emitting surface 311 is cut off on the side orthogonal to the column direction of the lens array. In addition, what is necessary is just to set the part to cut off by the improvement effect of the extraction efficiency of the light radiate | emitted from the light emitting thyristor L.
Here, it is assumed that a lens 92 is provided for each light-emitting thyristor L even if the lenses 92 are in contact with each other at the curved surface portion 92b between the adjacent light-emitting thyristors L.
The shape of the lens 92 will be described in detail later.

ここで、図6(a)および(b)により、第1アイランド301〜第6アイランド306について詳細に説明する。
第1アイランド301に設けられた発光サイリスタL1は、p型の基板80上に設けられたp型の第1半導体層81をアノード端子、n型の第4半導体層84上に設けられたn型オーミック電極321をカソード端子、n型の第4半導体層84を除去して露出させたp型の第3半導体層83上に設けられたp型オーミック電極331をゲート端子Gl1とする。そして、光は、発光面311であるn型の第4半導体層84の表面において、n型オーミック電極321および点灯信号線75のn型オーミック電極321との接続のための枝部75bによって光の出射が妨げられる(遮光される)部分を除いた部分から、絶縁層86を透過して出射する。出射した光は、レンズ92で集光されて取り出される。
発光面311における光が出射する部分は、点灯信号線75の枝部75bおよびn型オーミック電極321を取り囲んだ部分であって、馬蹄形となっている。
発光面311の用語は、発光サイリスタL1に限らず、他の発光サイリスタLについても使用する。
Here, with reference to FIGS. 6A and 6B, the first island 301 to the sixth island 306 will be described in detail.
The light-emitting thyristor L1 provided on the first island 301 includes the p-type first semiconductor layer 81 provided on the p-type substrate 80 as an anode terminal and the n-type provided on the n-type fourth semiconductor layer 84. The ohmic electrode 321 is a cathode terminal, and the p-type ohmic electrode 331 provided on the p-type third semiconductor layer 83 exposed by removing the n-type fourth semiconductor layer 84 is a gate terminal Gl1. The light is transmitted by the branch portion 75 b for connecting the n-type ohmic electrode 321 and the lighting signal line 75 to the n-type ohmic electrode 321 on the surface of the n-type fourth semiconductor layer 84 that is the light emitting surface 311. The light is transmitted through the insulating layer 86 from the portion excluding the portion where the emission is blocked (shielded). The emitted light is condensed by the lens 92 and extracted.
The portion of the light emitting surface 311 that emits light is a portion that surrounds the branch portion 75b of the lighting signal line 75 and the n-type ohmic electrode 321, and has a horseshoe shape.
The term of the light emitting surface 311 is used not only for the light emitting thyristor L1, but also for other light emitting thyristors L.

第2アイランド302に設けられた転送サイリスタT1は、p型の基板80上に設けられたp型の第1半導体層81をアノード端子、n型の第4半導体層84の領域313上に設けられたn型オーミック電極323をカソード端子、n型の第4半導体層84を除去して露出させたp型の第3半導体層83上に設けられたp型オーミック電極332をゲート端子Gt1とする。
同じく、第2アイランド302に設けられた結合ダイオードDx1は、n型の第4半導体層84の領域314上に設けられたn型オーミック電極324をカソード端子、p型の第3半導体層83上に設けられたp型オーミック電極332をアノード端子とする。結合ダイオードDx1のアノード端子と転送サイリスタT1のゲート端子Gt1とはp型オーミック電極332で共通である。
The transfer thyristor T1 provided on the second island 302 is provided on the region 313 of the n-type fourth semiconductor layer 84 with the p-type first semiconductor layer 81 provided on the p-type substrate 80 as an anode terminal. The n-type ohmic electrode 323 is a cathode terminal, and the p-type ohmic electrode 332 provided on the p-type third semiconductor layer 83 exposed by removing the n-type fourth semiconductor layer 84 is a gate terminal Gt1.
Similarly, the coupling diode Dx1 provided on the second island 302 has the n-type ohmic electrode 324 provided on the region 314 of the n-type fourth semiconductor layer 84 as the cathode terminal and the p-type third semiconductor layer 83. The provided p-type ohmic electrode 332 is used as an anode terminal. The anode terminal of the coupling diode Dx1 and the gate terminal Gt1 of the transfer thyristor T1 are common to the p-type ohmic electrode 332.

第3アイランド303に設けられた電源線抵抗Rgx1は、n型の第4半導体層84を除去して露出させたp型の第3半導体層83上に設けられたp型オーミック電極333とp型オーミック電極334との間のp型の第3半導体層83を抵抗として設けられている。
第4アイランド304に設けられたスタートダイオードDx0は、n型の第4半導体層84の領域315上に設けられたn型オーミック電極325をカソード端子、n型の第4半導体層84を除去して露出させたp型の第3半導体層83上に設けられたp型オーミック電極335をアノード端子としている。
第5アイランド305に設けられた電流制限抵抗R1、第6アイランド306に設けられた電流制限抵抗R2は、第3アイランド303に設けられた電源線抵抗Rgx1と同様に、それぞれが2個のp型オーミック電極(符号なし)間のp型の第3半導体層83を抵抗としている。
The power supply line resistance Rgx1 provided on the third island 303 includes the p-type ohmic electrode 333 provided on the p-type third semiconductor layer 83 exposed by removing the n-type fourth semiconductor layer 84 and the p-type. A p-type third semiconductor layer 83 between the ohmic electrodes 334 is provided as a resistor.
The start diode Dx0 provided on the fourth island 304 removes the n-type fourth semiconductor layer 84 from the n-type ohmic electrode 325 provided on the region 315 of the n-type fourth semiconductor layer 84 as a cathode terminal. A p-type ohmic electrode 335 provided on the exposed p-type third semiconductor layer 83 is used as an anode terminal.
The current limiting resistor R1 provided on the fifth island 305 and the current limiting resistor R2 provided on the sixth island 306 are each two p-types like the power supply line resistor Rgx1 provided on the third island 303. A p-type third semiconductor layer 83 between ohmic electrodes (not shown) is used as a resistor.

図6(a)において、各素子間の接続関係を説明する。
点灯信号線75は幹部75aと複数の枝部75bとを備え、幹部75aは発光サイリスタ列の列方向に延びるように設けられている。枝部75bは幹部75aから枝分かれして、第1アイランド301に設けられた発光サイリスタL1のカソード端子であるn型オーミック電極321と接続されている。他の発光サイリスタLのカソード端子も同様にして、点灯信号線75に接続されている。そして、点灯信号線75はφI端子に接続されている。
In FIG. 6A, the connection relationship between each element will be described.
The lighting signal line 75 includes a trunk portion 75a and a plurality of branch portions 75b, and the trunk portion 75a is provided so as to extend in the column direction of the light emitting thyristor row. The branch portion 75 b branches off from the trunk portion 75 a and is connected to an n-type ohmic electrode 321 that is a cathode terminal of the light emitting thyristor L 1 provided on the first island 301. Similarly, the cathode terminals of the other light emitting thyristors L are connected to the lighting signal line 75. The lighting signal line 75 is connected to the φI terminal.

第1転送信号線72は、第2アイランド302に設けられた転送サイリスタT1のカソード端子であるn型オーミック電極323に接続されている。第2アイランド302と同様なアイランドに設けられた、他の奇数番号の転送サイリスタTのカソード端子も第1転送信号線72に接続されている。第1転送信号線72は、第5アイランド305に設けられた電流制限抵抗R1を介してφ1端子に接続されている。
一方、第2転送信号線73は、符号を付さないアイランドに設けられた偶数番号の転送サイリスタTのカソード端子であるn型オーミック電極(符号なし)に接続されている。第2転送信号線73は、第6アイランド306に設けられた電流制限抵抗R2を介してφ2端子に接続されている。
The first transfer signal line 72 is connected to an n-type ohmic electrode 323 which is a cathode terminal of the transfer thyristor T1 provided on the second island 302. The cathode terminals of other odd-numbered transfer thyristors T provided on an island similar to the second island 302 are also connected to the first transfer signal line 72. The first transfer signal line 72 is connected to the φ1 terminal via a current limiting resistor R1 provided on the fifth island 305.
On the other hand, the second transfer signal line 73 is connected to an n-type ohmic electrode (unsigned) that is a cathode terminal of an even-numbered transfer thyristor T provided on an island without a symbol. The second transfer signal line 73 is connected to the φ2 terminal via a current limiting resistor R2 provided on the sixth island 306.

電源線71は、第3アイランド303に設けられた電源線抵抗Rgx1の一方の端子であるp型オーミック電極334に接続されている。他の電源線抵抗Rgxの一方の端子も電源線71に接続されている。電源線71はVga端子に接続されている。   The power supply line 71 is connected to the p-type ohmic electrode 334 that is one terminal of the power supply line resistance Rgx1 provided on the third island 303. One terminal of the other power line resistor Rgx is also connected to the power line 71. The power supply line 71 is connected to the Vga terminal.

そして、第1アイランド301に設けられた発光サイリスタL1のp型オーミック電極331(ゲート端子Gl1)は、第2アイランド302のp型オーミック電極332(ゲート端子Gt1)に接続配線76で接続されている。   The p-type ohmic electrode 331 (gate terminal Gl1) of the light-emitting thyristor L1 provided on the first island 301 is connected to the p-type ohmic electrode 332 (gate terminal Gt1) of the second island 302 by a connection wiring 76. .

そして、p型オーミック電極332(ゲート端子Gt1)は、第3アイランド303に設けられたp型オーミック電極333(電源線抵抗Rgx1の他方の端子)に接続配線77で接続されている。
第2アイランド302に設けられたn型オーミック電極324(結合ダイオードDx1のカソード端子)は、隣接して設けられている転送サイリスタT2のゲート端子Gt2であるp型オーミック電極(符号なし)に接続配線79で接続されている。
ここでは説明を省略するが、他の発光サイリスタL、転送サイリスタT、結合ダイオードDx等についても同様である。
The p-type ohmic electrode 332 (gate terminal Gt1) is connected to the p-type ohmic electrode 333 (the other terminal of the power supply line resistance Rgx1) provided on the third island 303 by a connection wiring 77.
The n-type ohmic electrode 324 (the cathode terminal of the coupling diode Dx1) provided on the second island 302 is connected to the p-type ohmic electrode (not indicated) that is the gate terminal Gt2 of the adjacent transfer thyristor T2. 79 is connected.
Although not described here, the same applies to other light-emitting thyristors L, transfer thyristors T, coupling diodes Dx, and the like.

第2アイランド302のp型オーミック電極332(ゲート端子Gt1)は、第4アイランド304に設けられたn型オーミック電極325(スタートダイオードDx0のカソード端子)に接続配線78で接続されている。p型オーミック電極335(スタートダイオードDx0のアノード端子)は、第2転送信号線73に接続されている。
このようにして、図5に示した発光チップC1(C)が構成される。
The p-type ohmic electrode 332 (gate terminal Gt1) of the second island 302 is connected to the n-type ohmic electrode 325 (cathode terminal of the start diode Dx0) provided on the fourth island 304 by a connection wiring 78. The p-type ohmic electrode 335 (the anode terminal of the start diode Dx0) is connected to the second transfer signal line 73.
In this way, the light emitting chip C1 (C) shown in FIG. 5 is configured.

(発光チップCの製造方法)
発光チップCの製造方法について説明する。
まず、レンズ92を設置する前までの発光チップCの製造方法を説明する。
発光チップCは、例えばGaAsやGaAlAsなどの化合物半導体を用い、p型の基板80上に、p型の第1半導体層81、n型の第2半導体層82、p型の第3半導体層83およびn型の第4半導体層84を順に積層したのち、n型の第4半導体層84と、p型の第3半導体層83と、n型の第2半導体層82と、n型の第2半導体層82との界面から予め定められた深さのp型の第1半導体層81とをエッチングにより除去することで相互に分離された複数のアイランド(第1アイランド301〜第6アイランド306および符号付さないアイランド)を形成する。このようなアイランドはメサと呼ばれ、このようにアイランドを形成するためのエッチングはメサエッチングと呼ばれる。
(Method for manufacturing light-emitting chip C)
A method for manufacturing the light-emitting chip C will be described.
First, a method for manufacturing the light-emitting chip C before the lens 92 is installed will be described.
The light-emitting chip C uses a compound semiconductor such as GaAs or GaAlAs, for example, on a p-type substrate 80, a p-type first semiconductor layer 81, an n-type second semiconductor layer 82, and a p-type third semiconductor layer 83. And the n-type fourth semiconductor layer 84 are sequentially stacked, and then the n-type fourth semiconductor layer 84, the p-type third semiconductor layer 83, the n-type second semiconductor layer 82, and the n-type second semiconductor layer 84. A plurality of islands (first island 301 to sixth island 306 and reference numerals) separated from each other by removing the p-type first semiconductor layer 81 having a predetermined depth from the interface with the semiconductor layer 82 by etching. An island not attached) is formed. Such an island is called mesa, and the etching for forming the island is called mesa etching.

複数のアイランドのうち、一部のアイランドでは、n型の第4半導体層84の一部を除くことにより、他のアイランドでは、n型の第4半導体層84の全部を除くことにより、p型の第3半導体層83を露出させる。
そして、n型の第4半導体層84の表面に、n型オーミック電極321、323、324、325などのn型のオーミック電極を形成し、露出したp型の第3半導体層83の表面にp型オーミック電極331、332、333、334、335などのp型のオーミック電極を形成する。
そして、アイランドの表面および側面を覆うように、例えば二酸化シリコン(SiO)などの絶縁層86を形成する。次に、n型のオーミック電極およびp型のオーミック電極上の絶縁層86に開口を設けたのち、例えばアルミニウム(Al)などの金属膜を堆積し、フォトリソグラフィにより、電源線71、第1転送信号線72、第2転送信号線73、点灯信号線75などの配線に加工する。
これにより、レンズ92を設置する前の発光チップCが製造される。
In some islands, a part of the n-type fourth semiconductor layer 84 is removed in some islands, and in the other islands, the whole of the n-type fourth semiconductor layer 84 is removed. The third semiconductor layer 83 is exposed.
Then, n-type ohmic electrodes such as n-type ohmic electrodes 321, 323, 324, and 325 are formed on the surface of the n-type fourth semiconductor layer 84, and p is formed on the exposed surface of the p-type third semiconductor layer 83. P-type ohmic electrodes such as type ohmic electrodes 331, 332, 333, 334, and 335 are formed.
Then, an insulating layer 86 such as silicon dioxide (SiO 2 ) is formed so as to cover the surface and side surfaces of the island. Next, after providing an opening in the insulating layer 86 on the n-type ohmic electrode and the p-type ohmic electrode, a metal film such as aluminum (Al) is deposited, and the power line 71 and the first transfer are performed by photolithography. The signal lines 72, the second transfer signal lines 73, the lighting signal lines 75 and the like are processed.
Thereby, the light emitting chip C before installing the lens 92 is manufactured.

次に、発光チップCのレンズ92を形成する方法を説明する。
レンズ92は、例えばグレースケールリソグラフィ法やインプリント法を用いることにより、形成することができる。
Next, a method for forming the lens 92 of the light emitting chip C will be described.
The lens 92 can be formed by using, for example, a gray scale lithography method or an imprint method.

図7は、第1の実施の形態の発光チップCを製造する方法を説明する断面図である。図6(a)のVII−VII線での断面で説明する。ここでは、グレースケールリソグラフィ法によって、レンズ92を形成する。
グレースケールリソグラフィ法とは、透過光量(露光量)分布を有するフォトマスク95を用いて行うリソグラフィ法である。フォトマスク95は、例えば露光波長では解像しない微細なドットパターン96を有し、ドットパターン96の密度の分布(密度分布)により、透過光量を制御するものであってよい。ドットパターン96の密度が低い部分は透過光量が大きく、ドットパターン96の密度が高い部分は透過光量が小さい。そこで、透過光量の違いによって、現像後に感光性材料94がレンズ92の曲面部92bの曲面92cの形状になるように、フォトマスク95におけるドットパターン96の分布を設定する。
感光性材料94には、光(露光光)が照射された部分が分解して現像液に溶解しやすくなるポジ型と、光(露光光)が照射された部分が重合して現像液に不溶になるネガ型とがある。
このような感光性材料94としては、ポリイミド樹脂、フェノールエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シクロオレフィン樹脂などを挙げることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the light-emitting chip C of the first embodiment. The cross section taken along line VII-VII in FIG. Here, the lens 92 is formed by a gray scale lithography method.
The gray scale lithography method is a lithography method performed using a photomask 95 having a transmitted light amount (exposure amount) distribution. The photomask 95 may have a fine dot pattern 96 that is not resolved at the exposure wavelength, for example, and may control the amount of transmitted light by the density distribution (density distribution) of the dot pattern 96. A portion with a low density of the dot pattern 96 has a large amount of transmitted light, and a portion with a high density of the dot pattern 96 has a small amount of transmitted light. Therefore, the distribution of the dot pattern 96 in the photomask 95 is set so that the photosensitive material 94 has the shape of the curved surface 92c of the curved surface portion 92b of the lens 92 depending on the difference in the amount of transmitted light.
The photosensitive material 94 includes a positive type in which a portion irradiated with light (exposure light) is decomposed and easily dissolved in a developer, and a portion irradiated with light (exposure light) is polymerized to be insoluble in the developer. There is a negative type.
Examples of such photosensitive material 94 include polyimide resin, phenol epoxy resin, acrylic resin, and cycloolefin resin.

ここでは、ポジ型のポリイミド樹脂を感光性材料94とした場合で説明する。
図7(a)は、レンズ92を形成する前の発光チップCである。
図7(b)に示すように、レンズ92を形成する前の発光チップCの表面に、ポジ型のポリイミド樹脂である感光性材料94を塗布する。
Here, a case where a positive polyimide resin is used as the photosensitive material 94 will be described.
FIG. 7A shows the light emitting chip C before the lens 92 is formed.
As shown in FIG. 7B, a photosensitive material 94, which is a positive polyimide resin, is applied to the surface of the light emitting chip C before the lens 92 is formed.

そして、図7(c)に示すように、フォトマスク95を介して、感光性材料94が感光する露光光97を照射する。
ここで、フォトマスク95は、露光光97に対して透過率が高い合成石英などの基板に、露光光97を遮光するCrなどによるドットパターン96が、透過光量に分布が生じるように設けられている。すなわち、レンズ92の曲面部92bに対応する部分では、曲面92cに対応して開口部92aから遠ざかるにしたがいドットパターン96の密度が低くなるようにしている。そして、開口部92aに対応する部分では、ドットパターン96を設けず、露光光97が感光性材料94に照射されるようになっている。さらに、発光面311以外のレンズ92を設けない部分でも、ドットパターン96を設けず、露光光97が感光性材料94に照射されるようになっている。
そして、開口部92aおよびレンズ92を設けない部分の感光性材料94が、現像により除去されるように、露光光97の光量(露光量)が設定されている。
Then, as shown in FIG. 7C, exposure light 97 that is sensitized by the photosensitive material 94 is irradiated through a photomask 95.
Here, the photomask 95 is provided on a substrate of synthetic quartz or the like having a high transmittance with respect to the exposure light 97, and a dot pattern 96 made of Cr or the like that blocks the exposure light 97 is provided so that the transmitted light amount is distributed. Yes. That is, at the portion corresponding to the curved surface portion 92b of the lens 92, the density of the dot pattern 96 decreases as the distance from the opening 92a corresponds to the curved surface 92c. In the portion corresponding to the opening 92a, the dot pattern 96 is not provided, and the exposure material 97 is irradiated with the photosensitive material 94. Further, the photosensitive material 94 is irradiated with the exposure light 97 without providing the dot pattern 96 even in a portion where the lens 92 other than the light emitting surface 311 is not provided.
The light amount (exposure amount) of the exposure light 97 is set so that the portions of the photosensitive material 94 where the opening 92a and the lens 92 are not provided are removed by development.

この後、現像液に浸漬すると、図7(d)に示すように、露光光97の照射によって可溶となったポジ型のポリイミド樹脂である感光性材料94が溶解して除去される。このとき、曲面部92bの曲面92cに対応する部分では、開口部92aから遠ざかるとともに露光光97の照射(露光量)が多いため、開口部92aから遠ざかるとともに除去される感光性材料94の量が多くなる。一方、開口部92aの部分およびレンズ92を設けない部分では、感光性材料94が除去される。
そして、予め定められた温度で加熱することで、感光性材料94に含まれていた溶媒を蒸発させるとともに、感光性材料94のポリイミド前駆体をイミド化させることで、ポリイミド樹脂によるレンズ92とする。
このようにして、レンズ92を備えた発光チップCが製造される。
Thereafter, when immersed in a developing solution, as shown in FIG. 7D, the photosensitive material 94, which is a positive polyimide resin that has become soluble by irradiation with the exposure light 97, is dissolved and removed. At this time, the portion of the curved surface portion 92b corresponding to the curved surface 92c is far from the opening 92a and the exposure light 97 has a large amount of irradiation (exposure amount). Become more. On the other hand, the photosensitive material 94 is removed at the portion of the opening 92a and the portion where the lens 92 is not provided.
Then, by heating at a predetermined temperature, the solvent contained in the photosensitive material 94 is evaporated, and the polyimide precursor of the photosensitive material 94 is imidized to form a lens 92 made of polyimide resin. .
In this manner, the light emitting chip C including the lens 92 is manufactured.

なお、フォトマスク95として、露光光97を遮光するドットパターン96の密度分布で透過光量を制御したが、大きさの異なるドットパターン96を配置することにより、透過光量を制御してもよい。また、厚さにより光透過率が異なる膜を用いて、膜厚を変えることにより、透過光量を制御してもよい。   Although the transmitted light amount is controlled by the density distribution of the dot pattern 96 that blocks the exposure light 97 as the photomask 95, the transmitted light amount may be controlled by arranging dot patterns 96 having different sizes. Alternatively, the amount of transmitted light may be controlled by changing the film thickness using films having different light transmittances depending on the thickness.

また、上記のグレースケールリソグラフィ法の代わりに、インプリント法を用いて、レンズ92を形成してもよい。
インプリント法は、レンズ92の形状の雌型であるモールドを作製し、モールドをレンズ92となる材料に押し当て、レンズ92を形成する方法である。
レンズ92となる材料として熱可塑性樹脂を用いる場合には、レンズ92を備える前の発光チップC上に、熱可塑性樹脂を塗布して、加熱しつつモールドを押し当て、熱可塑性樹脂をモールドに対応した形状に変形させる。こののち、冷却して熱可塑性樹脂が変形するのを抑制したのち、モールドを外す。このようにすることで、熱可塑性樹脂によるレンズ92を備えた発光チップCが製造される(熱インプリント法)。
また、レンズ92となる材料として光硬化性樹脂を用いる場合には、光硬化性樹脂を硬化させる紫外線などを透過する溶融石英などによりモールドを作製する。そして、レンズ92を備えない発光チップC上に光硬化性樹脂を塗布し、モールドを押し当てた状態で、光硬化性樹脂を硬化させる光を、モールドを介して照射する。光硬化性樹脂が硬化したのち、モールドを外す。このようにすることで、光硬化性樹脂によるレンズ92を備えた発光チップCが製造される(光インプリント法)。
Further, the lens 92 may be formed by using an imprint method instead of the gray scale lithography method.
The imprint method is a method of forming a lens 92 by producing a mold that is a female mold of the shape of the lens 92 and pressing the mold against a material that becomes the lens 92.
When a thermoplastic resin is used as the material for the lens 92, the thermoplastic resin is applied onto the light emitting chip C before the lens 92 is applied, and the mold is pressed while heating, so that the thermoplastic resin corresponds to the mold. The shape is deformed. Thereafter, the mold is removed after cooling to suppress the deformation of the thermoplastic resin. By doing in this way, the light emitting chip C provided with the lens 92 by a thermoplastic resin is manufactured (thermal imprint method).
In the case where a photocurable resin is used as the material for the lens 92, a mold is made of fused quartz or the like that transmits ultraviolet light or the like that cures the photocurable resin. Then, a light curable resin is applied on the light emitting chip C not provided with the lens 92, and light for curing the photo curable resin is irradiated through the mold in a state where the mold is pressed. After the photocurable resin is cured, the mold is removed. By doing in this way, the light emitting chip C provided with the lens 92 by a photocurable resin is manufactured (optical imprint method).

(発光装置65の動作)
次に、発光装置65の動作について説明する。
前述したように、発光装置65は発光チップC1〜C40を備えている(図3、4参照)。
図4に示したように、基準電位Vsub、電源電位Vgaは、回路基板62上のすべての発光チップC1〜C40に共通に供給される。同様に、第1転送信号φ1、第2転送信号φ2は、発光チップC1〜C40に共通(並列)に送信される。
一方、点灯信号φI1〜φI40は、発光チップC1〜C40のそれぞれに個別に送信される。点灯信号φI1〜φI40は、画像データに基づいて、各発光チップC1〜C40の発光サイリスタLを点灯または非点灯に設定する信号である。よって、点灯信号φI1〜φI40は、画像データによって相互に波形が異なる。しかし、点灯信号φI1〜φI40は、同じタイミングで並列に送信される。
発光チップC1〜C40は並列に駆動されるので、発光チップC1の動作を説明すれば足りる。
(Operation of the light emitting device 65)
Next, the operation of the light emitting device 65 will be described.
As described above, the light emitting device 65 includes the light emitting chips C1 to C40 (see FIGS. 3 and 4).
As shown in FIG. 4, the reference potential Vsub and the power supply potential Vga are commonly supplied to all the light emitting chips C <b> 1 to C <b> 40 on the circuit board 62. Similarly, the first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2 are transmitted in common (in parallel) to the light emitting chips C1 to C40.
On the other hand, the lighting signals φI1 to φI40 are individually transmitted to the light emitting chips C1 to C40. The lighting signals φI1 to φI40 are signals for setting the light emitting thyristors L of the respective light emitting chips C1 to C40 to be lit or not lit based on the image data. Therefore, the waveforms of the lighting signals φI1 to φI40 are different depending on the image data. However, the lighting signals φI1 to φI40 are transmitted in parallel at the same timing.
Since the light emitting chips C1 to C40 are driven in parallel, it is sufficient to describe the operation of the light emitting chip C1.

<サイリスタ>
発光チップC1の動作を説明する前に、サイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)の基本的な動作を説明する。サイリスタは、前述したように、アノード端子、カソード端子、ゲート端子の3端子を有する半導体素子である。
以下では、一例として、Vsub端子である裏面電極85(図5、図6参照)に供給される基準電位Vsubをハイレベルの電位(以下では「H」と表記する。)として0V、Vga端子に供給される電源電位Vgaをローレベルの電位(以下では「L」と表記する。)として−3.3Vとして説明する。
本実施の形態では、発光装置65は負の電位で駆動される。
<Thyristor>
Before describing the operation of the light emitting chip C1, the basic operation of the thyristor (transfer thyristor T, light emitting thyristor L) will be described. As described above, the thyristor is a semiconductor element having three terminals: an anode terminal, a cathode terminal, and a gate terminal.
Hereinafter, as an example, the reference potential Vsub supplied to the back electrode 85 (see FIGS. 5 and 6), which is the Vsub terminal, is set to a high level potential (hereinafter referred to as “H”) at 0 V and the Vga terminal. The power supply potential Vga supplied will be described as −3.3 V as a low level potential (hereinafter referred to as “L”).
In the present embodiment, the light emitting device 65 is driven with a negative potential.

サイリスタのアノード端子であるp型の第1半導体層81はp型の基板80と同電位であるので、サイリスタのアノード端子は裏面電極85に供給される基準電位Vsub(「H」(0V))になっている。
サイリスタは、例えば、図6に示したように、GaAs、GaAlAsなどによるp型半導体層(p型の第1半導体層81、p型の第3半導体層83)、n型半導体層(n型の第2半導体層82、n型の第4半導体層84)をp型の基板80上に積層して構成される。ここでは、p型半導体層とn型半導体層とで構成されるpn接合の順方向電位(拡散電位)Vdを一例として1.5Vとして説明する。
Since the p-type first semiconductor layer 81 that is the anode terminal of the thyristor has the same potential as the p-type substrate 80, the anode terminal of the thyristor has the reference potential Vsub (“H” (0 V)) supplied to the back electrode 85. It has become.
As shown in FIG. 6, for example, the thyristor includes a p-type semiconductor layer (p-type first semiconductor layer 81, p-type third semiconductor layer 83), an n-type semiconductor layer (n-type semiconductor layer) made of GaAs, GaAlAs, or the like. The second semiconductor layer 82 and the n-type fourth semiconductor layer 84) are stacked on the p-type substrate 80. Here, a forward potential (diffusion potential) Vd of a pn junction composed of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer is described as 1.5 V as an example.

アノード端子とカソード端子との間に電流が流れていないオフ状態のサイリスタは、しきい電圧より低い電位(絶対値が大きい負の電位)がカソード端子に印加されるとオン状態に移行(ターンオン)する。ここで、サイリスタのしきい電圧は、ゲート端子の電位からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた値である。よって、ゲート端子の電位が0Vであると、サイリスタのしきい電圧は−1.5Vとなる。すなわち、−1.5Vより低い電位(絶対値が大きい負の電位)がカソード端子に印加されると、サイリスタはターンオンする。サイリスタは、ターンオンすると、アノード端子とカソード端子との間に電流が流れた状態(オン状態)になる。
オン状態のサイリスタのゲート端子の電位は、アノード端子の電位に近い電位になる。ここでは、アノード端子を基準電位Vsub(0V(「H」))に設定しているので、ゲート端子の電位は0V(「H」)になるとする。また、オン状態のサイリスタのカソード端子は、アノード端子の電位からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた電位に近い電位となる。ここでは、アノード端子を基準電位Vsub(0V(「H」))に設定しているので、オン状態のサイリスタのカソード端子の電位は−1.5Vに近い電位(絶対値が1.5Vより大きい負の電位)となる。なお、カソード端子の電位は、オン状態のサイリスタに電流を供給する電源との関係で設定される。
A thyristor in an off state in which no current flows between the anode terminal and the cathode terminal transitions to an on state (turn on) when a potential lower than the threshold voltage (a negative potential having a large absolute value) is applied to the cathode terminal. To do. Here, the threshold voltage of the thyristor is a value obtained by subtracting the forward potential Vd (1.5 V) of the pn junction from the potential of the gate terminal. Therefore, when the potential of the gate terminal is 0V, the threshold voltage of the thyristor is −1.5V. That is, when a potential lower than −1.5 V (a negative potential having a large absolute value) is applied to the cathode terminal, the thyristor is turned on. When the thyristor is turned on, a current flows between the anode terminal and the cathode terminal (ON state).
The potential of the gate terminal of the thyristor in the on state is close to the potential of the anode terminal. Here, since the anode terminal is set to the reference potential Vsub (0 V (“H”)), the potential of the gate terminal is assumed to be 0 V (“H”). Further, the cathode terminal of the thyristor in the on state has a potential close to the potential obtained by subtracting the forward potential Vd (1.5 V) of the pn junction from the potential of the anode terminal. Here, since the anode terminal is set to the reference potential Vsub (0 V (“H”)), the potential of the cathode terminal of the on-state thyristor is close to −1.5 V (the absolute value is larger than 1.5 V). Negative potential). Note that the potential of the cathode terminal is set in relation to a power source that supplies current to the thyristor in the on state.

サイリスタは、一度ターンオンすると、カソード端子の電位が、オン状態を維持するために必要な電位(上記の−1.5Vに近い電位)より高い電位(絶対値が小さい負の電位、0Vまたは正の電位)が印加されると、オフ状態に移行(ターンオフ)する。例えば、カソード端子が「H」(0V)になると、オン状態を維持するために必要な電位より高い電位であるとともに、カソード端子の電位とアノード端子の電位とが同じになるので、サイリスタはターンオフする。
一方、オン状態のサイリスタのカソード端子に、オン状態を維持するために必要な電位より低い電位(絶対値が大きい負の電位)が継続的に印加され、オン状態を維持しうる電流(維持電流)が供給されると、サイリスタはオン状態を維持する。
そして、発光サイリスタLは、ターンオンすると点灯(発光)し、ターンオフすると消灯(非点灯)する。オン状態の発光サイリスタLの発光量は、発光面311の面積およびカソード端子とアノード端子との間に流す電流によって決まる。
Once the thyristor is turned on, the potential of the cathode terminal is higher than the potential necessary to maintain the on state (potential close to −1.5 V described above) (a negative potential having a small absolute value, 0 V or a positive potential). When (potential) is applied, it is turned off (turned off). For example, when the cathode terminal becomes “H” (0 V), the potential is higher than the potential necessary for maintaining the ON state, and the potential of the cathode terminal and the potential of the anode terminal are the same, so that the thyristor is turned off. To do.
On the other hand, a potential lower than the potential necessary to maintain the on state (a negative potential having a large absolute value) is continuously applied to the cathode terminal of the on state thyristor, and the current that can maintain the on state (sustain current) ) Is supplied, the thyristor remains on.
The light-emitting thyristor L is turned on (emits light) when turned on, and turned off (not lit) when turned off. The light emission amount of the light emitting thyristor L in the on state is determined by the area of the light emitting surface 311 and the current flowing between the cathode terminal and the anode terminal.

<タイミングチャート>
図8は、発光装置65および発光チップCの動作を説明するためのタイミングチャートである。
図8では、発光チップC1の発光サイリスタL1〜L5の5個の発光サイリスタLの点灯または非点灯を制御(点灯制御と表記する。)する部分のタイミングチャートを示している。前述したように、他の発光チップC2〜C40は、発光チップC1と並行して動作するため、発光チップC1の動作を説明すれば足りる。
なお、図8では、発光チップC1の発光サイリスタL1、L2、L3、L5を点灯させ、発光サイリスタL4を消灯(非点灯)としている。
<Timing chart>
FIG. 8 is a timing chart for explaining operations of the light emitting device 65 and the light emitting chip C.
FIG. 8 shows a timing chart of a part that controls lighting (noted as lighting control) of the five light emitting thyristors L1 to L5 of the light emitting chip C1. As described above, since the other light emitting chips C2 to C40 operate in parallel with the light emitting chip C1, it is sufficient to describe the operation of the light emitting chip C1.
In FIG. 8, the light emitting thyristors L1, L2, L3, and L5 of the light emitting chip C1 are turned on, and the light emitting thyristor L4 is turned off (not lit).

図8において、時刻aから時刻kへとアルファベット順に時刻が経過するとする。発光サイリスタL1は、時刻bから時刻eの期間T(1)において、発光サイリスタL2は、時刻eから時刻iの期間T(2)において、発光サイリスタL3は、時刻iから時刻jの期間T(3)において、発光サイリスタL4は、時刻jから時刻kの期間T(4)において点灯または非点灯の制御(点灯制御)がされる。以下、同様にして番号が5以上の発光サイリスタLが点灯制御される。
ここでは、期間T(1)、T(2)、T(3)、…は同じ長さの期間とし、それぞれを区別しないときは期間Tと呼ぶ。
なお、以下に説明する信号の相互の関係が維持されるようにすれば、期間T(1)、T(2)、T(3)、…の長さを可変としてもよい。
In FIG. 8, it is assumed that time elapses in alphabetical order from time a to time k. The light emitting thyristor L1 is in the period T (1) from time b to time e, the light emitting thyristor L2 is in the period T (2) from time e to time i, and the light emitting thyristor L3 is in the period T (from time i to time j). In 3), the light-emitting thyristor L4 is controlled to be turned on or off (lighting control) in a period T (4) from time j to time k. Thereafter, the light-emitting thyristor L having a number of 5 or more is similarly controlled to be turned on.
Here, the periods T (1), T (2), T (3),... Have the same length, and are referred to as the period T when they are not distinguished from each other.
Note that the lengths of the periods T (1), T (2), T (3),... May be variable as long as the mutual relationship of signals described below is maintained.

第1転送信号φ1、第2転送信号φ2、点灯信号φI1の波形について説明する。なお、時刻aから時刻bまでの期間は、発光チップC1(発光チップC2〜C40も同じ。)が動作を開始する期間である。この期間の信号については、動作の説明において説明する。   The waveforms of the first transfer signal φ1, the second transfer signal φ2, and the lighting signal φI1 will be described. Note that the period from time a to time b is a period during which the light emitting chip C1 (the same applies to the light emitting chips C2 to C40) is started. The signal in this period will be described in the description of the operation.

φ1端子(図5、図6参照)に送信される第1転送信号φ1およびφ2端子(図5、図6参照)に送信される第2転送信号φ2は、「H」と「L」との2つの電位を有する信号である。そして、第1転送信号φ1および第2転送信号φ2は、連続する2つの期間T(例えば、期間T(1)と期間T(2))を単位として波形が繰り返される。   The first transfer signal φ1 transmitted to the φ1 terminal (see FIGS. 5 and 6) and the second transfer signal φ2 transmitted to the φ2 terminal (see FIGS. 5 and 6) are “H” and “L”. A signal having two potentials. The waveforms of the first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2 are repeated in units of two consecutive periods T (for example, the period T (1) and the period T (2)).

第1転送信号φ1は、期間T(1)の開始時刻bで「H」から「L」に移行し、時刻fで「L」から「H」に移行する。そして、期間T(2)の終了時刻iにおいて、「H」から「L」に移行する。
第2転送信号φ2は、期間T(1)の開始時刻bにおいて「H」であって、時刻eで「H」から「L」に移行する。そして、期間T(2)の終了時刻iにおいて「L」を維持している。
第1転送信号φ1と第2転送信号φ2とを比較すると、第2転送信号φ2は、第1転送信号φ1を時間軸上で期間T後ろにずらしたものに当たる。第1転送信号φ1は、期間T(1)および期間T(2)での波形が、期間T(3)以降において繰り返す。一方、第2転送信号φ2は、期間T(1)において、破線で示す波形および期間T(2)での波形が、期間T(3)以降において繰り返す。第2転送信号φ2の期間T(1)の波形が期間T(3)以降と異なるのは、期間T(1)は発光装置65が動作を開始する期間であるためである。
The first transfer signal φ1 shifts from “H” to “L” at the start time b of the period T (1), and shifts from “L” to “H” at the time f. Then, at the end time i of the period T (2), the state shifts from “H” to “L”.
The second transfer signal φ2 is “H” at the start time b of the period T (1), and shifts from “H” to “L” at the time e. Then, “L” is maintained at the end time i of the period T (2).
Comparing the first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2, the second transfer signal φ2 corresponds to the first transfer signal φ1 shifted after the period T on the time axis. In the first transfer signal φ1, the waveforms in the period T (1) and the period T (2) are repeated after the period T (3). On the other hand, in the second transfer signal φ2, in the period T (1), the waveform indicated by the broken line and the waveform in the period T (2) are repeated after the period T (3). The waveform of the period T (1) of the second transfer signal φ2 is different from that after the period T (3) because the period T (1) is a period during which the light emitting device 65 starts operating.

第1転送信号φ1と第2転送信号φ2との一組の転送信号は、後述するように、図5、図6に示した転送サイリスタTを番号順にオン状態を伝播させることにより、オン状態の転送サイリスタTと同じ番号の発光サイリスタLを、点灯または非点灯の制御(点灯制御)の対象として指定する。   As will be described later, a set of transfer signals of the first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2 is transmitted in the ON state by causing the transfer thyristors T shown in FIGS. The light-emitting thyristor L having the same number as the transfer thyristor T is designated as a target for lighting or non-lighting control (lighting control).

次に、発光チップC1のφI端子に送信される点灯信号φI1について説明する。なお、他の発光チップC2〜C40には、それぞれ点灯信号φI2〜φI40が送信される。点灯信号φI1は、「H」と「L」との2つの電位を有する信号である。   Next, the lighting signal φI1 transmitted to the φI terminal of the light emitting chip C1 will be described. Note that lighting signals φI2 to φI40 are transmitted to the other light emitting chips C2 to C40, respectively. The lighting signal φI1 is a signal having two potentials of “H” and “L”.

ここでは、発光チップC1の発光サイリスタL1に対する点灯制御の期間T(1)において、点灯信号φI1を説明する。なお、発光サイリスタL1は点灯させるとしている。
点灯信号φI1は、期間T(1)の開始時刻bにおいて「H」であって、時刻cで「H」から「L」に移行する。そして、時刻dで「L」から「H」に移行し、期間T(1)の終了時刻eにおいて「H」を維持している。
Here, the lighting signal φI1 will be described in the lighting control period T (1) for the light emitting thyristor L1 of the light emitting chip C1. Note that the light-emitting thyristor L1 is turned on.
The lighting signal φI1 is “H” at the start time b of the period T (1), and shifts from “H” to “L” at the time c. Then, it shifts from “L” to “H” at time d and maintains “H” at the end time e of the period T (1).

では、図4、図5を参照しつつ、図8に示したタイミングチャートにしたがって、発光装置65および発光チップC1の動作を説明する。なお、以下では、発光サイリスタL1およびL2を点灯制御する期間T(1)およびT(2)について説明する。
(1)時刻a
<発光装置65>
時刻aにおいて、発光装置65の信号発生回路110の基準電位供給部160は、基準電位Vsubを「H」(0V)に設定する。電源電位供給部170は、電源電位Vgaを「L」(−3.3V)に設定する。すると、発光装置65の回路基板62上の電源ライン200aは基準電位Vsubの「H」(0V)になり、発光チップC1〜C40のそれぞれのVsub端子は「H」になる。同様に、電源ライン200bは電源電位Vgaの「L」(−3.3V)になり、発光チップC1〜C40のそれぞれのVga端子は「L」になる(図4参照)。これにより、発光チップC1〜C40のそれぞれの電源線71は「L」になる(図5参照)。
Now, the operations of the light emitting device 65 and the light emitting chip C1 will be described according to the timing chart shown in FIG. 8 with reference to FIGS. Hereinafter, the periods T (1) and T (2) in which the lighting thyristors L1 and L2 are controlled to be lighted will be described.
(1) Time a
<Light emitting device 65>
At time a, the reference potential supply unit 160 of the signal generation circuit 110 of the light emitting device 65 sets the reference potential Vsub to “H” (0 V). The power supply potential supply unit 170 sets the power supply potential Vga to “L” (−3.3 V). Then, the power supply line 200a on the circuit board 62 of the light emitting device 65 becomes “H” (0 V) of the reference potential Vsub, and the Vsub terminals of the light emitting chips C1 to C40 become “H”. Similarly, the power supply line 200b becomes “L” (−3.3 V) of the power supply potential Vga, and the Vga terminals of the light emitting chips C1 to C40 become “L” (see FIG. 4). Thereby, each power supply line 71 of the light emitting chips C1 to C40 becomes “L” (see FIG. 5).

そして、信号発生回路110の転送信号発生部120は第1転送信号φ1、第2転送信号φ2をそれぞれ「H」に設定する。すると、第1転送信号ライン201および第2転送信号ライン202が「H」になる(図4参照)。これにより、発光チップC1〜C40のそれぞれのφ1端子およびφ2端子が「H」になる。電流制限抵抗R1を介してφ1端子に接続されている第1転送信号線72の電位も「H」になり、電流制限抵抗R2を介してφ1端子に接続されている第2転送信号線73も「H」になる(図5参照)。   Then, the transfer signal generator 120 of the signal generation circuit 110 sets the first transfer signal φ1 and the second transfer signal φ2 to “H”, respectively. Then, the first transfer signal line 201 and the second transfer signal line 202 become “H” (see FIG. 4). As a result, the φ1 terminal and φ2 terminal of each of the light emitting chips C1 to C40 become “H”. The potential of the first transfer signal line 72 connected to the φ1 terminal via the current limiting resistor R1 also becomes “H”, and the second transfer signal line 73 connected to the φ1 terminal via the current limiting resistor R2 is also set. It becomes “H” (see FIG. 5).

さらに、信号発生回路110の点灯信号発生部140は、点灯信号φI1〜φI40をそれぞれ「H」に設定する。すると、点灯信号ライン204−1〜204−40が「H」になる(図4参照)。これにより、発光チップC1〜C40のそれぞれのφI端子が、電流制限抵抗RIを介して「H」になり、φI端子に接続された点灯信号線75も「H」になる(図5参照)。   Further, the lighting signal generator 140 of the signal generation circuit 110 sets the lighting signals φI1 to φI40 to “H”, respectively. Then, the lighting signal lines 204-1 to 204-40 become “H” (see FIG. 4). Thereby, each φI terminal of the light emitting chips C1 to C40 becomes “H” via the current limiting resistor RI, and the lighting signal line 75 connected to the φI terminal also becomes “H” (see FIG. 5).

次に、発光チップC1の動作を説明する。
なお、図8および以下における説明では、各端子の電位がステップ(階段)状に変化するとしているが、各端子の電位は徐々に変化している。よって、電位変化の途上であっても、下記に示す条件が満たされれば、サイリスタがターンオンまたはターンオフして、状態の変化を生じうる。
Next, the operation of the light emitting chip C1 will be described.
8 and the following description, it is assumed that the potential of each terminal changes in a step shape, but the potential of each terminal changes gradually. Therefore, even if the potential is changing, the thyristor may be turned on or turned off to change the state if the following conditions are satisfied.

<発光チップC1>
転送サイリスタT、発光サイリスタLのアノード端子はVsub端子に接続されているので、「H」(0V)に設定される。
<Light emitting chip C1>
Since the anode terminals of the transfer thyristor T and the light emitting thyristor L are connected to the Vsub terminal, they are set to “H” (0 V).

奇数番号の転送サイリスタT1、T3、T5、…のそれぞれのカソード端子は、第1転送信号線72に接続され、「H」に設定されている。偶数番号の転送サイリスタT2、T4、T6、…のそれぞれのカソード端子は、第2転送信号線73に接続され、「H」に設定されている。よって、転送サイリスタTは、アノード端子およびカソード端子がともに「H」であるためオフ状態にある。   The cathode terminals of the odd-numbered transfer thyristors T1, T3, T5,... Are connected to the first transfer signal line 72 and set to “H”. The cathode terminals of the even-numbered transfer thyristors T2, T4, T6,... Are connected to the second transfer signal line 73 and set to “H”. Therefore, the transfer thyristor T is in the OFF state because both the anode terminal and the cathode terminal are “H”.

発光サイリスタLのカソード端子は、「H」の点灯信号線75に接続されている。よって、発光サイリスタLも、アノード端子およびカソード端子がともに「H」であるためオフ状態にある。   The cathode terminal of the light emitting thyristor L is connected to the “H” lighting signal line 75. Therefore, the light-emitting thyristor L is also in the off state because both the anode terminal and the cathode terminal are “H”.

図5中の転送サイリスタ列の一端のゲート端子Gt1は、前述したように、スタートダイオードDx0のカソード端子に接続されている。ゲート端子Gt1は、電源線抵抗Rgx1を介して、電源電位Vga(「L」(−3.3V))の電源線71に接続されている。そして、スタートダイオードDx0のアノード端子は第2転送信号線73に接続され、電流制限抵抗R2を介して、「H」(0V)のφ2端子に接続されている。よって、スタートダイオードDx0は順バイアスであり、スタートダイオードDx0のカソード端子(ゲート端子Gt1)は、スタートダイオードDx0のアノード端子の電位(「H」(0V))からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた値(−1.5V)になる。また、ゲート端子Gt1が−1.5Vになると、結合ダイオードDx1は、アノード端子(ゲート端子Gt1)が−1.5Vで、カソード端子が電源線抵抗Rgx2を介して電源線71(「L」(−3.3V))に接続されているので、順バイアスになる。よって、ゲート端子Gt2の電位は、ゲート端子Gt1の電位(−1.5V)からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた−3Vになる。しかし、3以上の番号のゲート端子Gtには、スタートダイオードDx0のアノード端子が「H」(0V)であることの影響は及ばず、これらのゲート端子Gtの電位は、電源線71の電位である「L」(−3.3V)になっている。
なお、ゲート端子Gtはゲート端子Glに接続されているので、ゲート端子Glの電位は、ゲート端子Gtの電位と同じである。よって、転送サイリスタT、発光サイリスタLのしきい電圧は、ゲート端子Gt、Glの電位からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた値となる。すなわち、転送サイリスタT1、発光サイリスタL1のしきい電圧は−3V、転送サイリスタT2、発光サイリスタL2のしきい電圧は−4.5V、番号が3以上の転送サイリスタT、発光サイリスタLのしきい電圧は−4.8Vとなっている。
As described above, the gate terminal Gt1 at one end of the transfer thyristor array in FIG. 5 is connected to the cathode terminal of the start diode Dx0. The gate terminal Gt1 is connected to the power supply line 71 of the power supply potential Vga (“L” (−3.3 V)) via the power supply line resistance Rgx1. The anode terminal of the start diode Dx0 is connected to the second transfer signal line 73, and is connected to the φ2 terminal of “H” (0 V) via the current limiting resistor R2. Therefore, the start diode Dx0 is forward-biased, and the cathode terminal (gate terminal Gt1) of the start diode Dx0 has a forward potential Vd (1) of the pn junction from the potential (“H” (0V)) of the anode terminal of the start diode Dx0. .5V) minus (-1.5V). When the gate terminal Gt1 becomes −1.5V, the coupling diode Dx1 has an anode terminal (gate terminal Gt1) of −1.5V and a cathode terminal connected to the power supply line 71 (“L” (“L”) via the power supply resistance Rgx2. -3.3V)), it is forward biased. Therefore, the potential of the gate terminal Gt2 becomes −3 V obtained by subtracting the forward potential Vd (1.5 V) of the pn junction from the potential (−1.5 V) of the gate terminal Gt1. However, the gate terminal Gt having a number of 3 or more is not affected by the fact that the anode terminal of the start diode Dx0 is “H” (0 V), and the potential of these gate terminals Gt is the potential of the power supply line 71. It is a certain “L” (−3.3 V).
Since the gate terminal Gt is connected to the gate terminal Gl, the potential of the gate terminal Gl is the same as the potential of the gate terminal Gt. Accordingly, the threshold voltages of the transfer thyristor T and the light emitting thyristor L are values obtained by subtracting the forward potential Vd (1.5 V) of the pn junction from the potentials of the gate terminals Gt and Gl. That is, the threshold voltage of the transfer thyristor T1 and the light-emitting thyristor L1 is −3 V, the threshold voltage of the transfer thyristor T2 and the light-emitting thyristor L2 is −4.5 V, the threshold voltage of the transfer thyristor T and the light-emitting thyristor L having a number of 3 or more. Is -4.8V.

(2)時刻b
図8に示す時刻bにおいて、第1転送信号φ1が、「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行する。これにより発光装置65が動作を開始する。
第1転送信号φ1が「H」から「L」に移行すると、φ1端子および電流制限抵抗R1を介して、第1転送信号線72の電位が、「H」から「L」に移行する。すると、しきい電圧が−3Vである転送サイリスタT1がターンオンする。しかし、第1転送信号線72にカソード端子が接続された、番号が3以上の奇数番号の転送サイリスタTは、しきい電圧が−4.8Vであるのでターンオンできない。一方、偶数番号の転送サイリスタTは、第2転送信号φ2が「H」(0V)であって、第2転送信号線73が「H」であるのでターンオンできない。
転送サイリスタT1がターンオンすることで、第1転送信号線72の電位は、アノード端子の電位(「H」(0V))からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた−1.5Vになる。
(2) Time b
At time b shown in FIG. 8, the first transfer signal φ1 shifts from “H” (0V) to “L” (−3.3V). Thereby, the light emitting device 65 starts operation.
When the first transfer signal φ1 shifts from “H” to “L”, the potential of the first transfer signal line 72 shifts from “H” to “L” via the φ1 terminal and the current limiting resistor R1. Then, the transfer thyristor T1 having a threshold voltage of −3V is turned on. However, an odd-numbered transfer thyristor T having a cathode terminal connected to the first transfer signal line 72 and having an odd number of 3 or more cannot be turned on because the threshold voltage is −4.8V. On the other hand, the even-numbered transfer thyristor T cannot be turned on because the second transfer signal φ2 is “H” (0 V) and the second transfer signal line 73 is “H”.
When the transfer thyristor T1 is turned on, the potential of the first transfer signal line 72 is obtained by subtracting the forward potential Vd (1.5 V) of the pn junction from the potential (“H” (0 V)) of the anode terminal. 5V.

転送サイリスタT1がターンオンすると、ゲート端子Gt1(ゲート端子Gl1)の電位は、転送サイリスタT1のアノード端子の電位である「H」(0V)になる。そして、ゲート端子Gt2(ゲート端子Gl2)の電位が−1.5V、ゲート端子Gt3(ゲート端子Gl3)の電位が−3V、番号が4以上のゲート端子Gt(ゲート端子Gl)の電位が「L」(−3.3V)になる。
これにより、発光サイリスタL1のしきい電圧が−1.5V、転送サイリスタT2、発光サイリスタL2のしきい電圧が−3V、転送サイリスタT3、発光サイリスタL3のしきい電圧が−4.5V、番号が4以上の転送サイリスタT、発光サイリスタLのしきい電圧が−4.8Vになる。
しかし、第1転送信号線72は、オン状態の転送サイリスタT1により−1.5Vになっているので、オフ状態の奇数番号の転送サイリスタTはターンオンしない。第2転送信号線73は、「H」であるので、偶数番号の転送サイリスタTはターンオンしない。点灯信号線75は「H」であるので、発光サイリスタLはいずれもターンオンしない。
When the transfer thyristor T1 is turned on, the potential of the gate terminal Gt1 (gate terminal Gl1) becomes “H” (0 V) which is the potential of the anode terminal of the transfer thyristor T1. The potential of the gate terminal Gt2 (gate terminal Gl2) is −1.5V, the potential of the gate terminal Gt3 (gate terminal Gl3) is −3V, and the potential of the gate terminal Gt (gate terminal Gl) having a number of 4 or more is “L”. (-3.3V).
Thus, the threshold voltage of the light emitting thyristor L1 is −1.5V, the threshold voltage of the transfer thyristor T2, the light emitting thyristor L2 is −3V, the threshold voltage of the transfer thyristor T3 and the light emitting thyristor L3 is −4.5V, and the number is The threshold voltage of four or more transfer thyristors T and light-emitting thyristors L becomes −4.8V.
However, since the first transfer signal line 72 is at −1.5 V by the transfer thyristor T1 in the on state, the odd-numbered transfer thyristor T in the off state is not turned on. Since the second transfer signal line 73 is “H”, the even-numbered transfer thyristor T is not turned on. Since the lighting signal line 75 is “H”, none of the light emitting thyristors L is turned on.

時刻bの直後(ここでは、時刻bにおける信号の電位の変化によってサイリスタなどの変化が生じた後、定常状態になったときをいう。)において、転送サイリスタT1がオン状態にあって、他の転送サイリスタT、発光サイリスタLはオフ状態にある。   Immediately after time b (in this case, when the thyristor or the like is changed due to a change in the signal potential at time b and then enters a steady state), the transfer thyristor T1 is in the on state, The transfer thyristor T and the light emitting thyristor L are in the off state.

(3)時刻c
時刻cにおいて、点灯信号φI1が「H」から「L」に移行する。
点灯信号φI1が「H」から「L」に移行すると、電流制限抵抗RIおよびφI端子を介して、点灯信号線75が「H」から「L」に移行する。すると、しきい電圧が−1.5Vである発光サイリスタL1がターンオンして、点灯(発光)する。これにより、点灯信号線75の電位が−1.5Vに近い電位(絶対値が1.5Vより大きい負の電位)になる。なお、発光サイリスタL2はしきい電圧が−3Vであるが、しきい電圧が−1.5Vと高い(絶対値が小さい負の電位である)発光サイリスタL1がターンオンして、点灯信号線75が−1.5Vに近い電位になるので、発光サイリスタL2はターンオンしない。
時刻cの直後において、転送サイリスタT1がオン状態にあって、発光サイリスタL1がオン状態で点灯(発光)している。
(3) Time c
At time c, the lighting signal φI1 shifts from “H” to “L”.
When the lighting signal φI1 shifts from “H” to “L”, the lighting signal line 75 shifts from “H” to “L” via the current limiting resistor RI and the φI terminal. Then, the light emitting thyristor L1 having a threshold voltage of −1.5 V is turned on and lit (emits light). As a result, the potential of the lighting signal line 75 becomes a potential close to −1.5V (a negative potential having an absolute value greater than 1.5V). Note that the threshold voltage of the light emitting thyristor L2 is −3V, but the threshold voltage is as high as −1.5V (a negative potential having a small absolute value), the light emitting thyristor L1 is turned on, and the lighting signal line 75 is Since the potential is close to −1.5 V, the light emitting thyristor L2 is not turned on.
Immediately after time c, the transfer thyristor T1 is in the on state, and the light emitting thyristor L1 is lit (emitted) in the on state.

(4)時刻d
時刻dにおいて、点灯信号φI1が「L」から「H」に移行する。
点灯信号φI1が「L」から「H」に移行すると、電流制限抵抗RIおよびφI端子を介して、点灯信号線75の電位が「L」から「H」に移行する。すると、発光サイリスタL1は、アノード端子とカソード端子とがともに「H」になるのでターンオフして消灯(非点灯)する。発光サイリスタL1の点灯期間は、点灯信号φI1が「H」から「L」に移行した時刻cから、点灯信号φI1が「L」から「H」に移行する時刻dまでの、点灯信号φI1が「L」である期間となる。
時刻dの直後において、転送サイリスタT1がオン状態にある。
(4) Time d
At time d, the lighting signal φI1 shifts from “L” to “H”.
When the lighting signal φI1 shifts from “L” to “H”, the potential of the lighting signal line 75 shifts from “L” to “H” via the current limiting resistor RI and the φI terminal. Then, since the anode terminal and the cathode terminal both become “H”, the light emitting thyristor L1 is turned off and turned off (not lit). During the lighting period of the light emitting thyristor L1, the lighting signal φI1 from the time c when the lighting signal φI1 shifts from “H” to “L” to the time d when the lighting signal φI1 shifts from “L” to “H” is “ L ".
Immediately after time d, the transfer thyristor T1 is in the ON state.

(5)時刻e
時刻eにおいて、第2転送信号φ2が「H」から「L」に移行する。ここで、発光サイリスタL1を点灯制御する期間T(1)が終了し、発光サイリスタL2を点灯制御する期間T(2)が開始する。
第2転送信号φ2が「H」から「L」に移行すると、φ2端子を介して第2転送信号線73の電位が「H」から「L」に移行する。前述したように、転送サイリスタT2は、しきい電圧が−3Vになっているので、ターンオンする。これにより、ゲート端子Gt2(ゲート端子Gl2)の電位が「H」(0V)、ゲート端子Gt3(ゲート端子Gl3)の電位が−1.5V「H」(0V)、ゲート端子Gt4(ゲート端子Gl4)の電位が−3Vになる。そして、番号が5以上のゲート端子Gt(ゲート端子Gl)の電位が−3.3Vになる。
時刻eの直後において、転送サイリスタT1およびT2がオン状態にある。
(5) Time e
At time e, the second transfer signal φ2 shifts from “H” to “L”. Here, the period T (1) for controlling the lighting of the light emitting thyristor L1 ends, and the period T (2) for controlling the lighting of the light emitting thyristor L2 starts.
When the second transfer signal φ2 shifts from “H” to “L”, the potential of the second transfer signal line 73 shifts from “H” to “L” via the φ2 terminal. As described above, the transfer thyristor T2 is turned on because the threshold voltage is -3V. Thereby, the potential of the gate terminal Gt2 (gate terminal Gl2) is “H” (0 V), the potential of the gate terminal Gt3 (gate terminal Gl3) is −1.5 V “H” (0 V), and the gate terminal Gt4 (gate terminal Gl4). ) Becomes -3V. The potential of the gate terminal Gt (gate terminal Gl) having a number of 5 or more becomes −3.3V.
Immediately after time e, the transfer thyristors T1 and T2 are in the ON state.

(6)時刻f
時刻fにおいて、第1転送信号φ1が「L」から「H」に移行する。
第1転送信号φ1が「L」から「H」に移行すると、φ1端子を介して第1転送信号線72の電位が「L」から「H」に移行する。すると、オン状態の転送サイリスタT1は、アノード端子とカソード端子とがともに「H」になって、ターンオフする。すると、ゲート端子Gt1(ゲート端子Gl1)の電位は、電源線抵抗Rgx1を介して、電源線71の電源電位Vga(「L」(−3.3V))に向かって変化する。これにより、結合ダイオードDx1が電流が流れない方向に電位が加えられた状態(逆バイアス)になる。よって、ゲート端子Gt2(ゲート端子Gl2)が「H」(0V)である影響は、ゲート端子Gt1(ゲート端子Gl1)には及ばなくなる。すなわち、逆バイアスの結合ダイオードDxで接続されたゲート端子Gtを有する転送サイリスタTは、しきい電圧が−4.8Vになって、「L」(−3.3V)の第1転送信号φ1または第2転送信号φ2ではターンオンしなくなる。
時刻fの直後において、転送サイリスタT2がオン状態にある。
(6) Time f
At time f, the first transfer signal φ1 shifts from “L” to “H”.
When the first transfer signal φ1 shifts from “L” to “H”, the potential of the first transfer signal line 72 shifts from “L” to “H” via the φ1 terminal. Then, the transfer thyristor T1 in the on state is turned off when both the anode terminal and the cathode terminal are set to “H”. Then, the potential of the gate terminal Gt1 (gate terminal Gl1) changes toward the power supply potential Vga (“L” (−3.3 V)) of the power supply line 71 via the power supply line resistance Rgx1. As a result, the coupling diode Dx1 is in a state in which a potential is applied in a direction in which no current flows (reverse bias). Therefore, the influence that the gate terminal Gt2 (gate terminal Gl2) is “H” (0 V) does not reach the gate terminal Gt1 (gate terminal Gl1). That is, in the transfer thyristor T having the gate terminal Gt connected by the reverse-biased coupling diode Dx, the threshold voltage becomes −4.8V, and the first transfer signal φ1 of “L” (−3.3V) or The second transfer signal φ2 does not turn on.
Immediately after time f, the transfer thyristor T2 is in the ON state.

(7)その他
時刻gにおいて、点灯信号φI1が「H」から「L」に移行すると、時刻cでの発光サイリスタL1と同様に、発光サイリスタL2がターンオンして、点灯(発光)する。
そして、時刻hにおいて、点灯信号φI1が「L」から「H」に移行すると、時刻dでの発光サイリスタL1と同様に、発光サイリスタL2がターンオフして消灯する。
さらに、時刻iにおいて、第1転送信号φ1が「H」から「L」に移行すると、時刻bでの転送サイリスタT1または時刻eでの転送サイリスタT2と同様に、しきい電圧が−3Vの転送サイリスタT3がターンオンする。時刻iで、発光サイリスタL2を点灯制御する期間T(2)が終了し、発光サイリスタL3を点灯制御する期間T(3)が開始する。
以降は、これまで説明したことの繰り返しとなる。
(7) Others When the lighting signal φI1 shifts from “H” to “L” at time g, the light-emitting thyristor L2 is turned on and lit (emits light) in the same manner as the light-emitting thyristor L1 at time c.
At time h, when the lighting signal φI1 shifts from “L” to “H”, the light emitting thyristor L2 is turned off and turned off, similarly to the light emitting thyristor L1 at time d.
Further, when the first transfer signal φ1 shifts from “H” to “L” at time i, a transfer with a threshold voltage of −3 V is performed as in the transfer thyristor T1 at time b or the transfer thyristor T2 at time e. Thyristor T3 is turned on. At time i, the period T (2) for controlling the lighting of the light emitting thyristor L2 ends, and the period T (3) for controlling the lighting of the light emitting thyristor L3 starts.
Thereafter, the above description is repeated.

なお、発光サイリスタLを点灯(発光)させないで、消灯(非点灯)のままとするときは、図8の発光サイリスタL4を点灯制御する期間T(4)における時刻jから時刻kに示す点灯信号φI1のように、点灯信号φIを「H」(0V)のままとすればよい。このようにすることで、発光サイリスタL4のしきい電圧が−1.5Vであっても、発光サイリスタL4は消灯(非点灯)のままとなる。   When the light-emitting thyristor L is not turned on (emitted) but remains turned off (non-lighted), the lighting signal from time j to time k in the period T (4) during which the light-emitting thyristor L4 in FIG. As with φI1, the lighting signal φI may remain “H” (0 V). By doing in this way, even if the threshold voltage of the light emitting thyristor L4 is −1.5 V, the light emitting thyristor L4 remains off (not lit).

以上説明したように、転送サイリスタTのゲート端子Gtは結合ダイオードDxによって相互に接続されている。よって、ゲート端子Gtの電位が変化すると、電位が変化したゲート端子Gtに、順バイアスの結合ダイオードDxを介して接続されたゲート端子Gtの電位が変化する。そして、電位が変化したゲート端子を有する転送サイリスタTのしきい電圧が変化する。転送サイリスタTは、しきい電圧が「L」(−3.3V)より高い(絶対値が小さい負の電位)と、第1転送信号φ1または第2転送信号φ2が「H」(0V)から「L」(−3.3V)に移行するタイミングにおいてターンオンする。
そして、オン状態の転送サイリスタTのゲート端子Gtにゲート端子Glが接続された発光サイリスタLは、しきい電圧が−1.5Vであるので、点灯信号φIが「H」から「L」に移行すると、ターンオンして点灯(発光)する。
すなわち、転送サイリスタTはオン状態になることで、点灯制御の対象である発光サイリスタLを指定し、点灯信号φIは、点灯制御の対象の発光サイリスタLを点灯または非点灯に設定する。
このように、画像データに応じて点灯信号φIの波形を設定して、各発光サイリスタLの点灯または非点灯を制御している。
As described above, the gate terminals Gt of the transfer thyristors T are connected to each other by the coupling diode Dx. Therefore, when the potential of the gate terminal Gt changes, the potential of the gate terminal Gt connected to the gate terminal Gt whose potential has changed via the forward-biased coupling diode Dx changes. Then, the threshold voltage of the transfer thyristor T having the gate terminal whose potential has changed changes. When the threshold voltage of the transfer thyristor T is higher than “L” (−3.3 V) (a negative potential having a small absolute value), the first transfer signal φ1 or the second transfer signal φ2 is changed from “H” (0 V). Turns on at the timing of shifting to “L” (−3.3 V).
Since the threshold voltage of the light emitting thyristor L in which the gate terminal Gl is connected to the gate terminal Gt of the transfer thyristor T in the on state is −1.5 V, the lighting signal φI shifts from “H” to “L”. Then, it turns on and lights up (emits light).
That is, when the transfer thyristor T is turned on, the light emitting thyristor L that is the object of lighting control is designated, and the lighting signal φI sets the light emitting thyristor L that is the object of lighting control to be lit or not lit.
As described above, the waveform of the lighting signal φI is set according to the image data, and the lighting or non-lighting of each light-emitting thyristor L is controlled.

(レンズ92)
第1の実施の形態のおけるレンズ92について説明する。
第1の実施の形態では、図6に示したように、レンズ92は、中央に円筒状の開口部92aを有し、外表面が凸面状となった曲面部92bとを有している。この理由について説明する。
(Lens 92)
The lens 92 in the first embodiment will be described.
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, the lens 92 has a cylindrical opening 92a at the center and a curved surface 92b having a convex outer surface. The reason for this will be described.

発光サイリスタLの発光面311は平面である。よって、発光サイリスタLは、点光源ではなく、有限の面積を有する面光源として働く。そして、完全拡散面光源と同様に、発光面311を構成する微細な領域(面要素)から、すべての方向に(放射)輝度が等しくなるように発光していると考えられる。よって、発光面311に垂直な方向の(放射)強度が最も強く、斜め方向になるほど(放射)強度が小さくなる。なお、このようにすべての方向に(放射)輝度が等しい発光の分布はランバーシアン分布と呼ばれる。
このことから、発光面311から垂直方向に出射する光を、より多く取り出すことができることが望ましい。
The light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L is a flat surface. Therefore, the light-emitting thyristor L works not as a point light source but as a surface light source having a finite area. And it is thought that it is light-emitted so that (radiation) brightness | luminance may become equal in all directions from the fine area | region (surface element) which comprises the light emission surface 311 similarly to a perfect diffuse surface light source. Therefore, the (radiation) intensity in the direction perpendicular to the light emitting surface 311 is the strongest, and the (radiation) intensity decreases as the direction becomes oblique. Note that the light emission distribution having the same (radiant) luminance in all directions is called a Lambertian distribution.
For this reason, it is desirable that more light emitted from the light emitting surface 311 in the vertical direction can be extracted.

はじめに、レンズ92における開口部92aを有しないレンズ93について説明する。
図9は、発光サイリスタLの発光面311と開口部92aを有しないレンズ93との関係を、光軸(後述する主点Oおよび焦点F、F´を通る線)を含む断面において示す模式図である。ここでは、絶縁層86、n型オーミック電極321、点灯信号線75の枝部75bを省略している。
レンズ93の表面は、レンズ92において曲面部92bの曲面92c(図6参照)を開口部92a側に延長した曲面93bとなっている。そして、レンズ93は、凸レンズとして働く。
ここでは、レンズ93の前側主点と後側主点とが一致するとして主点Oとする。また、焦点F、F´は、それぞれが主点Oから等しい距離にあるとする。
そして、発光面311は、レンズ93の主点Oと焦点Fとの間にあるとする。すなわち、レンズ93は、拡大鏡(虫眼鏡)として働く。
First, the lens 93 that does not have the opening 92a in the lens 92 will be described.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L and the lens 93 having no opening 92a in a cross section including an optical axis (a line passing through a principal point O and focal points F and F ′ described later). It is. Here, the insulating layer 86, the n-type ohmic electrode 321, and the branch portion 75b of the lighting signal line 75 are omitted.
The surface of the lens 93 is a curved surface 93b obtained by extending a curved surface 92c (see FIG. 6) of the curved surface portion 92b of the lens 92 to the opening 92a side. The lens 93 functions as a convex lens.
Here, the front principal point and the rear principal point of the lens 93 coincide with each other and are designated as a principal point O. Further, it is assumed that the focal points F and F ′ are at an equal distance from the principal point O, respectively.
The light emitting surface 311 is assumed to be between the principal point O and the focal point F of the lens 93. That is, the lens 93 functions as a magnifying glass (magnifying glass).

さらに、発光サイリスタLから出射した光は、レンズ93を介して、開口角θのロッドレンズアレイ64により取り込まれ、感光体ドラム12を露光するとする。すなわち、開口角θを超える角度の光は、ロッドレンズアレイ64に入らない。よって、開口角θ内に入射する光の量が、感光体ドラム12を露光する光量(放射エネルギー)となる。
なお、ここでは1個の発光サイリスタLに対応する1個のレンズ93に着目して説明する。この発光サイリスタLから出射する光が、隣接する発光サイリスタLに設けられたレンズ93に入射しても、出射する光は開口角θより大きい角度で出射されるので、ロッドレンズアレイ64に入らない。よって、1個の発光サイリスタLに対応する1個のレンズ93に着目すればよい。
Further, the light emitted from the light emitting thyristor L is taken in by the rod lens array 64 having an opening angle θ through the lens 93 and the photosensitive drum 12 is exposed. That is, light having an angle exceeding the opening angle θ does not enter the rod lens array 64. Therefore, the amount of light incident within the opening angle θ is the amount of light (radiant energy) for exposing the photosensitive drum 12.
Here, description will be given focusing on one lens 93 corresponding to one light-emitting thyristor L. Even if the light emitted from the light emitting thyristor L is incident on the lens 93 provided in the adjacent light emitting thyristor L, the emitted light is emitted at an angle larger than the opening angle θ, and therefore does not enter the rod lens array 64. . Therefore, attention should be paid to one lens 93 corresponding to one light-emitting thyristor L.

図9(a)は、発光面311の中央部(レンズ92の場合に開口部92aに対向する部分)の発光点P1からの光路を示す図、図9(b)は、発光面311の周辺部(レンズ92の場合に曲面部92bに対向する部分)の発光点P2からの光路を示す図、そして、図9(c)は、発光面311の周辺部に近い中央部の発光点P3からの光路を示す図である。
なお、これらの図では、主点Oを通って、光軸(主点Oおよび焦点F、F´を通る線)に垂直な主面(図中破線で示す)において、光路が変化するとする。
FIG. 9A is a diagram showing an optical path from the light emitting point P1 at the central portion of the light emitting surface 311 (the portion facing the opening 92a in the case of the lens 92), and FIG. 9B is the periphery of the light emitting surface 311. The figure which shows the optical path from the light emission point P2 of the part (part facing the curved surface part 92b in the case of the lens 92), and FIG.9 (c) are from the light emission point P3 of the center part near the peripheral part of the light emission surface 311. It is a figure which shows these optical paths.
In these drawings, it is assumed that the optical path changes on a principal plane (indicated by a broken line in the figure) perpendicular to the optical axis (line passing through the principal point O and the focal points F and F ′) through the principal point O.

図9(a)に示すように、発光面311の中央部の発光点P1からレンズ93を介して出射する光は、像面上の像点P1´から出射する光のようにふるまう。すなわち、発光面311の中央部の発光点P1から出射する光は、レンズ93から角度αの範囲で出射する。図9(a)から分かるように、発光点P1からの光は、光軸方向に絞られる。このため、開口角θ内の光量が増加する。   As shown in FIG. 9A, light emitted from the light emitting point P1 at the center of the light emitting surface 311 through the lens 93 behaves like light emitted from the image point P1 ′ on the image surface. That is, the light emitted from the light emitting point P1 at the center of the light emitting surface 311 is emitted from the lens 93 in the range of the angle α. As can be seen from FIG. 9A, the light from the light emitting point P1 is focused in the optical axis direction. For this reason, the light quantity within the opening angle θ increases.

一方、図9(b)に示すように、発光面311の周辺部の発光点P2からレンズ93を介して出射する光は、像面上の像点P2´から出射する光のようにふるまう。すなわち、発光面311の周辺部の発光点P2から出射する光は、レンズ93から角度βの範囲で出射する。図9(b)から分かるように、発光点P2からの光は、開口角θ内に入らない。これは、レンズ93が拡大鏡として働くため、発光面311の周辺部からは、光が取り出せないことを示している。   On the other hand, as shown in FIG. 9B, the light emitted from the light emitting point P2 around the light emitting surface 311 through the lens 93 behaves like the light emitted from the image point P2 ′ on the image surface. That is, the light emitted from the light emitting point P2 around the light emitting surface 311 is emitted from the lens 93 in the range of the angle β. As can be seen from FIG. 9B, the light from the light emitting point P2 does not enter the opening angle θ. This indicates that light cannot be extracted from the periphery of the light emitting surface 311 because the lens 93 serves as a magnifying glass.

さて、図9(c)に示すように、発光面311の周辺部に近い中央部の発光点P3からレンズ93を介して出射する光は、像面上の像点P3´から出射する光のようにふるまう。すなわち、発光点P3から出射する光は、レンズ93から角度δの範囲で出射する。図9(c)から分かるように、発光点P3からの光は、一部は開口角θ内にあるが、他は入らない。そして、発光点P3から発光面311に対して垂直に出射した光(図9(c)中の焦点F´を通過する光)も、開口角θ内に入らない。
これは、レンズ93が拡大鏡として働くため、発光面311の中央部の光軸に近い部分からのみの光を取り出すように働き、発光面311の中央部の光軸から遠い部分や周辺部からの光を取り込まないことによる。
Now, as shown in FIG. 9C, the light emitted from the light emitting point P3 in the central part near the peripheral part of the light emitting surface 311 through the lens 93 is the light emitted from the image point P3 ′ on the image surface. Behave like this. That is, the light emitted from the light emitting point P3 is emitted from the lens 93 within the range of the angle δ. As can be seen from FIG. 9C, a part of the light from the light emitting point P3 is within the opening angle θ, but the other does not enter. Further, the light emitted perpendicularly to the light emitting surface 311 from the light emitting point P3 (light passing through the focal point F ′ in FIG. 9C) does not enter the opening angle θ.
This is because the lens 93 functions as a magnifying glass, so that light is extracted only from a portion near the optical axis at the center of the light emitting surface 311 and from a portion far from the optical axis at the center of the light emitting surface 311 or from the peripheral portion. By not taking in the light.

なお、レンズ93を用いても、図9(a)に示したように、発光面311の中央部から出射する光を集光する効果があるので、レンズ93を用いない場合に比べ、ロッドレンズアレイ64(図2参照)が取り込む光量が増加する。これにより、感光体ドラム12(図2参照)上に照射される光量が増加する。すなわち、発光サイリスタLの出射する光の取出し効率が向上する。   Even if the lens 93 is used, as shown in FIG. 9A, there is an effect of condensing light emitted from the central portion of the light emitting surface 311. Therefore, compared to the case where the lens 93 is not used, the rod lens is used. The amount of light captured by the array 64 (see FIG. 2) increases. As a result, the amount of light irradiated onto the photosensitive drum 12 (see FIG. 2) increases. That is, the extraction efficiency of the light emitted from the light emitting thyristor L is improved.

前述したように、発光サイリスタLの発光面311から出射される光の(放射)強度(以下では、発光強度と表記する。)は発光面311に垂直な方向が最も大きく、且つ発光面311の中央部に近いほど大きい。このことから、発光面311の中央部では、レンズによる集光をしなくてもよいと考えられる。すなわち、発光面311の中央部に対しては、レンズを設けなくともよいと考えられる。
そこで、第1の実施の形態では、図6(b)に示したように、レンズ92の発光面311の中央部に対向する部分に開口部92aを設けている。
As described above, the (radiant) intensity of light emitted from the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L (hereinafter referred to as light emission intensity) is greatest in the direction perpendicular to the light emitting surface 311 and the light emitting surface 311 The closer to the center, the bigger. From this, it is considered that the central portion of the light emitting surface 311 does not need to be condensed by the lens. That is, it is considered that it is not necessary to provide a lens for the central portion of the light emitting surface 311.
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 6B, an opening 92a is provided in a portion facing the central portion of the light emitting surface 311 of the lens 92.

次に、開口部92aを設けたレンズ92について説明する。
図10は、発光サイリスタLの発光面311と開口部92aを有するレンズ92との関係を、光軸(主点Oおよび焦点F、F´を通る線)を含む断面において示す模式図である。ここでも、絶縁層86、n型オーミック電極321、点灯信号線75の枝部75bは省略している。
レンズ92において、曲面部92bの曲面92cは、図9で示したレンズ93の曲面93b(図10中において点線で示す。)の対応する部分と同じ形状である。レンズ92の曲面部92bは凸レンズとして働く。そして、レンズ92は、発光面311の中央部に対向して開口部92aを有している。
レンズ92における曲面部92bの主点O、焦点F、F´はレンズ93と同じ位置にあるとする。そして、発光面311は、レンズ92の主点Oと焦点Fとの間にあるとする。よって、レンズ92の曲面部92bは、レンズ93と同様に拡大鏡(虫眼鏡)として働く。
さらに、ロッドレンズアレイ64に開口角θ内の光が取り込まれるとする。
なお、ここでも1個の発光サイリスタLに対応する1個のレンズ93に着目して説明する。
Next, the lens 92 provided with the opening 92a will be described.
FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L and the lens 92 having the opening 92a in a cross section including the optical axis (line passing through the principal point O and the focal points F and F ′). Also here, the insulating layer 86, the n-type ohmic electrode 321, and the branch portion 75b of the lighting signal line 75 are omitted.
In the lens 92, the curved surface 92c of the curved surface portion 92b has the same shape as the corresponding portion of the curved surface 93b (shown by a dotted line in FIG. 10) of the lens 93 shown in FIG. The curved surface portion 92b of the lens 92 functions as a convex lens. The lens 92 has an opening 92 a facing the central portion of the light emitting surface 311.
It is assumed that the principal point O and the focal points F and F ′ of the curved surface portion 92 b in the lens 92 are at the same position as the lens 93. The light emitting surface 311 is assumed to be between the principal point O and the focal point F of the lens 92. Therefore, the curved surface portion 92 b of the lens 92 functions as a magnifying glass (magnifying glass) like the lens 93.
Furthermore, it is assumed that light within the opening angle θ is taken into the rod lens array 64.
Here, the description will be given focusing on one lens 93 corresponding to one light-emitting thyristor L.

図10(a)は、発光面311の中央部の発光点P1からの光路を示す図、図10(b)は、発光面311の周辺部の発光点P2からの光路を示す図、そして、図10(c)は、発光面311の周辺部に近い中央部の発光点P3からの光路を示す図である。
以下では、曲面部92bでは、主点Oを通って、光軸に垂直な主面(図中破線で示す)において、光路が変化するとする。また、レンズ92は厚さを有しないとする。
FIG. 10A is a diagram showing an optical path from the light emitting point P1 at the center of the light emitting surface 311. FIG. 10B is a diagram showing an optical path from the light emitting point P2 at the peripheral portion of the light emitting surface 311. FIG. 10C is a diagram illustrating an optical path from the light emitting point P <b> 3 in the central portion near the peripheral portion of the light emitting surface 311.
Hereinafter, in the curved surface portion 92b, it is assumed that the optical path changes on a main surface (indicated by a broken line in the drawing) perpendicular to the optical axis through the main point O. Further, it is assumed that the lens 92 has no thickness.

図10(a)に示すように、発光面311の中央部の発光点P1からレンズ92を介して出射する光は、開口部92aを通過して角度α0の範囲で出射する光と、図10(a)の左側の曲面部92bを介して角度α1の範囲で出射する光と、図10(a)の右側の曲面部92bを介して角度α2で出射する光とを加えた光となる。角度α1の範囲で出射する光および角度α2で出射する光は、図9(a)に示した角度αで出射する光の一部である。
なお、開口部92aを介して角度α0の範囲で出射する光は集光されないため、開口角θ内に入らない光が生じる。一方、曲面部92bを介して角度α1の範囲および角度α2の範囲で出射する光は、開口部92aを有しないレンズ93の場合(図9(a)参照)と同様に集光され、一部が開口角θ内に入るようになる。
ここでは、レンズ92は厚さを有しないとした。しかし、レンズ92が厚さを有する場合には、開口部92aに対向した発光面311から、発光面311に対して斜めに出射し、開口部92aを通過することができない光は、開口部92aの内側面92d(図6参照)に当たる。そして、レンズ92の曲面部92bに入射し、レンズ92の曲面92cなどから出射する。
また、レンズ92の開口部92aの上端において、回折により光が広がる。
ここでは、これらの光の影響を省略する。
As shown in FIG. 10A, the light emitted from the light emitting point P1 at the center of the light emitting surface 311 through the lens 92 passes through the opening 92a and is emitted in the range of the angle α0. The light is output in the range of the angle α1 through the left curved surface portion 92b of (a) and the light output at the angle α2 through the right curved surface portion 92b of FIG. 10A. The light emitted in the range of the angle α1 and the light emitted at the angle α2 are part of the light emitted at the angle α shown in FIG.
In addition, since the light radiate | emitted in the range of angle (alpha) 0 through the opening part 92a is not condensed, the light which does not enter in the opening angle (theta) arises. On the other hand, the light emitted in the range of the angle α1 and the range of the angle α2 through the curved surface portion 92b is condensed in the same manner as in the case of the lens 93 that does not have the opening 92a (see FIG. 9A). Falls within the opening angle θ.
Here, it is assumed that the lens 92 has no thickness. However, when the lens 92 has a thickness, light that is emitted obliquely with respect to the light-emitting surface 311 from the light-emitting surface 311 facing the opening 92a and cannot pass through the opening 92a is the opening 92a. This corresponds to the inner surface 92d (see FIG. 6). The light then enters the curved surface portion 92 b of the lens 92 and exits from the curved surface 92 c of the lens 92.
Further, light spreads by diffraction at the upper end of the opening 92 a of the lens 92.
Here, the influence of these lights is omitted.

一方、図10(b)に示すように、発光面311の周辺部の発光点P2からレンズ92を介して出射する光は、開口部92aを通過して角度β0の範囲で出射する光と、図10(b)の左側の曲面92cを介して角度β1の範囲で出射する光と、図10(b)の右側の曲面92cを介して角度β2で出射する光とを加えた光となる。
図10(b)に示すように、これらの角度β0、β1、β2のそれぞれの範囲で出射する光は、開口角θ内に入らない。これは、開口部92aを有しないレンズ93の場合(図9(b)参照)と同様である。
On the other hand, as shown in FIG. 10B, the light emitted from the light emitting point P2 around the light emitting surface 311 through the lens 92 passes through the opening 92a and is emitted in the range of an angle β0. The light is emitted in the range of the angle β1 through the left curved surface 92c in FIG. 10B and the light emitted at the angle β2 through the right curved surface 92c in FIG. 10B.
As shown in FIG. 10B, the light emitted in each of these angles β0, β1, and β2 does not enter the opening angle θ. This is similar to the case of the lens 93 that does not have the opening 92a (see FIG. 9B).

さて、図10(c)に示すように、発光面311の周辺部に近い中央部の発光点P3からレンズ92を介して出射する光は、開口部92aを通過して角度δ0の範囲で出射する光と、図10(c)の左側の曲面92cを介して角度δ1の範囲で出射する光と、図10(c)の右側の曲面92cを介して角度δ2で出射する光とを加えた光となる。
そして、図10(c)に示すように、発光点P3は開口部92aに対向する位置に設けられている。よって、発光点P3から発光面311に対して垂直に出射した光は、開口角θ内に入るようになる。
すなわち、発光面311の中央部と周辺部との間にある発光点P3から垂直方向に進む、最も発光強度が大きい光が開口角θ内に入る。
Now, as shown in FIG. 10 (c), the light emitted from the central light emitting point P3 near the peripheral portion of the light emitting surface 311 through the lens 92 passes through the opening 92a and is emitted in the range of the angle δ0. And the light emitted at the angle δ1 through the left curved surface 92c of FIG. 10C and the light emitted at the angle δ2 through the right curved surface 92c of FIG. 10C are added. It becomes light.
And as shown in FIG.10 (c), the light emission point P3 is provided in the position facing the opening part 92a. Therefore, the light emitted perpendicularly with respect to the light emitting surface 311 from the light emitting point P3 enters the opening angle θ.
That is, light having the highest light emission intensity that travels in the vertical direction from the light emission point P3 between the central portion and the peripheral portion of the light emitting surface 311 enters the aperture angle θ.

以上説明したように、開口部92aを備えるレンズ92を用いることにより、図10(c)に示すように、開口部92aに対向する発光面311の中央部(位置P4から位置P5まで)の発光点から、発光面311に対して垂直な方向に出射する発光強度の大きい光が、そのまま発光面311に垂直な方向に出射して、開口角θ内に入る。
すなわち、レンズ92の外側から発光面311を垂直方向から見ると、開口部92aではレンズ効果が働かないために、図9に示した開口部92aを有しないレンズ93の場合に比べ、発光面311の中央部の全体を見ることができる。このことから、第1の実施の形態においては、開口部92aを有しないレンズ93を用いる場合に比べ、発光面311の中央部から、発光面311の垂直な方向に出射される発光強度の大きい光を、ロッドレンズアレイ64に取り込める。そして、感光体ドラム12に照射される光量が増加する。すなわち、発光サイリスタLが出射する光をより効率よく取り出すことができる。
As described above, by using the lens 92 having the opening 92a, as shown in FIG. 10C, light emission from the central portion (from position P4 to position P5) of the light emitting surface 311 facing the opening 92a. From this point, light having a high emission intensity emitted in a direction perpendicular to the light emitting surface 311 is emitted as it is in a direction perpendicular to the light emitting surface 311 and enters the opening angle θ.
That is, when the light emitting surface 311 is viewed from the outside of the lens 92 from the vertical direction, the lens effect does not work in the opening 92a, so that the light emitting surface 311 is compared to the case of the lens 93 without the opening 92a shown in FIG. You can see the whole of the center. For this reason, in the first embodiment, the emission intensity emitted from the central portion of the light emitting surface 311 in the direction perpendicular to the light emitting surface 311 is larger than when the lens 93 without the opening 92a is used. The light can be taken into the rod lens array 64. As a result, the amount of light applied to the photosensitive drum 12 increases. That is, the light emitted from the light emitting thyristor L can be extracted more efficiently.

以上説明したように、開口部92aは、発光面311の中央部から出射する光を、そのまま通過させればよい。よって、開口部92aは発光面311に対して、必ずしも垂直でなくてもよく、発光面311に対して傾いていてもよい。
さらに、開口部92aは、発光面311から近い側と、遠い側とで、断面の形状が同じでなくてもよく、いずれか一方が他方に比べて大きくなっていてもよい。また、開口部92aは、発光面311に対して近い側と遠い側との間において、断面の形状が変化してもよい。
As described above, the opening 92a may pass the light emitted from the central portion of the light emitting surface 311 as it is. Therefore, the opening 92 a is not necessarily perpendicular to the light emitting surface 311 and may be inclined with respect to the light emitting surface 311.
Furthermore, the opening 92a may not have the same cross-sectional shape on the side closer to the light emitting surface 311 and on the side farther from the light emitting surface 311, and either one may be larger than the other. Further, the shape of the cross section of the opening 92a may change between the side closer to the light emitting surface 311 and the side farther from the light emitting surface 311.

なお、図10に示したレンズ92の形状は一例である。よって、焦点F、F´の位置、開口部92aの大きさ、開口角θの大きさなどは、ロッドレンズアレイ64に取り込まれる光量がもっとも大きくなるように、発光素子(本実施の形態では、発光サイリスタL)の発光面の形状および発光強度の分布などを考慮して設定すればよい。   The shape of the lens 92 shown in FIG. 10 is an example. Therefore, the positions of the focal points F and F ′, the size of the opening 92a, the size of the opening angle θ, and the like are set so that the amount of light taken into the rod lens array 64 is maximized (in this embodiment, The shape may be set in consideration of the shape of the light emitting surface of the light emitting thyristor L) and the distribution of light emission intensity.

次に、発光サイリスタLの発光面311から出射する光が、ロッドレンズアレイ64を介して、感光体ドラム12に照射される光量を、シミュレーションにより求めた。
図11は、シミュレーションに用いたレンズの形状を示した図である。図11(a)は、開口部92aを有しないレンズ93、図11(b)は本実施の形態における開口部92aを有するレンズ92である。
Next, the amount of light emitted from the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L to the photosensitive drum 12 via the rod lens array 64 was obtained by simulation.
FIG. 11 is a diagram showing the shape of the lens used in the simulation. FIG. 11A shows a lens 93 having no opening 92a, and FIG. 11B shows a lens 92 having an opening 92a in the present embodiment.

まず、図11(a)により、レンズ93を説明する。レンズ93は、図9で説明したように、開口部92aを有しない。ここでは、絶縁層86、n型オーミック電極321および点灯信号線75の枝部75bを省略し、レンズ93は発光面311上に設けられているとした。そして、発光面311は一辺長wが30μmの正方形、発光面311から最も離れたレンズ93の頂点と発光面311との距離sを20μmとした。さらに、レンズ93の曲面93bの曲率半径rを16.3μmとした。なお、レンズ93が屈折率1.63である場合、焦点Fと主点Oとの間の焦点距離は21.22μmとなる。これにより、発光面311は、焦点Fと主点Oとの間に位置することになる(図9参照)。
さらに、ロッドレンズアレイ64の開口角θは、34°とした。
First, the lens 93 will be described with reference to FIG. As described with reference to FIG. 9, the lens 93 does not have the opening 92a. Here, the insulating layer 86, the n-type ohmic electrode 321, and the branch portion 75 b of the lighting signal line 75 are omitted, and the lens 93 is provided on the light emitting surface 311. The light emitting surface 311 is a square having a side length w of 30 μm, and the distance s between the apex of the lens 93 farthest from the light emitting surface 311 and the light emitting surface 311 is 20 μm. Further, the radius of curvature r of the curved surface 93b of the lens 93 was set to 16.3 μm. When the lens 93 has a refractive index of 1.63, the focal length between the focal point F and the principal point O is 21.22 μm. Thereby, the light emitting surface 311 is located between the focal point F and the principal point O (see FIG. 9).
Further, the opening angle θ of the rod lens array 64 was set to 34 °.

次に、図11(b)に示すレンズ92を説明する。レンズ92は、図10で説明したように、開口部92aを有している。発光面311は、一辺長wが30μmの正方形、開口部92aは、発光面311の中央部に対応して設けられた円筒状とし、その半径uを5μmとした。そして、曲面部92bの曲面92cの曲率半径rは、比較例のレンズ93と同様に、16.3μmとした。
他の値は、レンズ93と同様である。
Next, the lens 92 shown in FIG. 11B will be described. The lens 92 has the opening 92a as described with reference to FIG. The light emitting surface 311 is a square having a side length w of 30 μm, the opening 92 a is a cylindrical shape provided corresponding to the central portion of the light emitting surface 311, and its radius u is 5 μm. The radius of curvature r of the curved surface 92c of the curved surface portion 92b was set to 16.3 μm similarly to the lens 93 of the comparative example.
Other values are the same as those of the lens 93.

シミュレーションによると、感光体ドラム12に照射される光量は、レンズ93を用いた場合(図11(a))は、レンズ93を用いない場合に比べ、2.18倍になった。また、レンズ92を用いた場合(図11(b))は、レンズ92を用いない場合に比べ、2.38倍になった。よって、第1の実施の形態における開口部92aを有するレンズ92を用いると、開口部92aを有しないレンズ93を用いた場合に比べ、感光体ドラム12に照射される光量が約10%増加する。
このように、第1の実施の形態における開口部92aを有するレンズ92を用いることにより、発光サイリスタLから出射する光の取出し効率が向上する。
According to the simulation, the amount of light applied to the photosensitive drum 12 was 2.18 times when the lens 93 was used (FIG. 11A) compared to when the lens 93 was not used. Further, in the case where the lens 92 was used (FIG. 11B), it was 2.38 times that in the case where the lens 92 was not used. Therefore, when the lens 92 having the opening 92a in the first embodiment is used, the amount of light irradiated on the photosensitive drum 12 is increased by about 10% compared to the case where the lens 93 having no opening 92a is used. .
As described above, by using the lens 92 having the opening 92a in the first embodiment, the extraction efficiency of the light emitted from the light emitting thyristor L is improved.

これまで、レンズ92の開口部92aの中心と発光面311の中心とを一致させた場合を説明した。
次に、レンズ92の開口部92aの中心と発光面311の中心とを一致させない場合を説明する。
図12は、レンズ92の開口部92aの中心と発光面311の中心とを一致させない場合の発光チップCにおける発光サイリスタL部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。
図12(a)は発光チップCの平面レイアウト図、図12(b)は図12(a)に示したXIIB−XIIB線での断面図、図12(c)は図12(a)に示したXIIC−XIIC線での断面図である。
So far, the case where the center of the opening 92a of the lens 92 and the center of the light emitting surface 311 are matched has been described.
Next, a case where the center of the opening 92a of the lens 92 and the center of the light emitting surface 311 are not matched will be described.
FIG. 12 is an example of a plan layout view and a cross-sectional view of the light emitting thyristor L portion in the light emitting chip C when the center of the opening 92a of the lens 92 and the center of the light emitting surface 311 are not aligned.
12A is a plan layout view of the light-emitting chip C, FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line XIIB-XIIB shown in FIG. 12A, and FIG. 12C is shown in FIG. It is sectional drawing in the XIIC-XIIC line.

図12(a)に示すように、発光サイリスタLの発光面311の中央部には、n型オーミック電極321が設けられている。そして、発光面311を横切って点灯信号線75の幹部75aとn型オーミック電極321とを結ぶ枝部75bが設けられている。よって、発光面311のn型オーミック電極321と枝部75bとで覆われた部分からは光が出射しない。
このため、出射する光の発光強度が最も大きい部分は、n型オーミック電極321と枝部75bとを馬蹄形で取り巻く部分(馬蹄形領域90)となる。このため、図12(a)、(b)に示すように、レンズ92の開口部92aの中心を、n型オーミック電極321および枝部75bを設けた部分を外すように、発光面311の中心から発光強度が大きい馬蹄形領域90側にシフト(y方向シフト量−Sy)させている。
また、発光強度が大きい部分が、発光面311の中心からx方向にシフトしている場合には、レンズ92の開口部92aの中心をx方向にシフトしてもよい。
As shown in FIG. 12A, an n-type ohmic electrode 321 is provided at the center of the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L. A branch portion 75 b that connects the trunk portion 75 a of the lighting signal line 75 and the n-type ohmic electrode 321 is provided across the light emitting surface 311. Therefore, no light is emitted from the portion of the light emitting surface 311 covered with the n-type ohmic electrode 321 and the branch portion 75b.
For this reason, the portion with the highest emission intensity of the emitted light is a portion (horse-shoe region 90) surrounding the n-type ohmic electrode 321 and the branch portion 75b in a horseshoe shape. For this reason, as shown in FIGS. 12A and 12B, the center of the light emitting surface 311 is removed so that the center of the opening 92a of the lens 92 is removed from the portion where the n-type ohmic electrode 321 and the branch portion 75b are provided. To the horseshoe-shaped region 90 where the emission intensity is high (y-direction shift amount−Sy).
In addition, when the portion with high emission intensity is shifted in the x direction from the center of the light emitting surface 311, the center of the opening 92 a of the lens 92 may be shifted in the x direction.

これまで、レンズ92の開口部92aの平面形状が円形の場合を説明した。しかし、レンズ92の開口部92aの平面形状は、必ずしも円形でなくともよい。
図13は、レンズ92の開口部92aの平面形状が円形でない場合の発光チップCにおける発光サイリスタL部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。
図13(a)は発光チップCの平面レイアウト図、図13(b)は図13(a)に示したXIIIB−XIIIB線での断面図、図13(c)は図13(a)に示したXIIIC−XIIIC線での断面図である。
図13(a)に示すように、発光サイリスタLの発光面311は、x方向に比べy方向が長い長方形である。このように、発光サイリスタLの発光面311を発光サイリスタ列と直交する方向に拡大すると、発光サイリスタLのピッチを変えることなく、光量が増加する。
この場合、図13(a)、(b)に示すように、レンズ92の開口部92aの平面形状は、発光サイリスタLの発光面311の形状に対応するように、角を丸くした長方形であってもよい。また、楕円形、長方形であってもよい。すなわち、開口部92aの断面形状は、角を丸くした長方形、楕円形、長方形などであってもよい。
そして、角を丸くした長方形、楕円形、長方形などの開口部92aの平面形状の中心が、図11で説明したように、発光面311の中心からシフトしていてもよい。
So far, the case where the planar shape of the opening 92a of the lens 92 is circular has been described. However, the planar shape of the opening 92a of the lens 92 is not necessarily circular.
FIG. 13 is an example of a planar layout diagram and a cross-sectional view of the light emitting thyristor L portion in the light emitting chip C when the planar shape of the opening 92a of the lens 92 is not circular.
13A is a plan layout view of the light-emitting chip C, FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line XIIIB-XIIIB shown in FIG. 13A, and FIG. 13C is shown in FIG. It is sectional drawing in the XIIIC-XIIIC line.
As shown in FIG. 13A, the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L is a rectangle having a longer y direction than the x direction. As described above, when the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L is enlarged in the direction orthogonal to the light emitting thyristor array, the light amount is increased without changing the pitch of the light emitting thyristors L.
In this case, as shown in FIGS. 13A and 13B, the planar shape of the opening 92a of the lens 92 is a rectangle with rounded corners so as to correspond to the shape of the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L. May be. Further, it may be oval or rectangular. That is, the cross-sectional shape of the opening 92a may be a rectangle with rounded corners, an ellipse, a rectangle, or the like.
The center of the planar shape of the opening 92a such as a rectangle with rounded corners, an ellipse, or a rectangle may be shifted from the center of the light emitting surface 311 as described with reference to FIG.

また、レンズ92の曲面部92bの曲面92cは、必ずしも一定の曲率の球面でなくともよく、発光面311から出射する光を予め定められた方向に集光できる形状であればよい。発光面311の形状、発光面311が出射する発光強度の分布などにより設定すればよい。   Further, the curved surface 92c of the curved surface portion 92b of the lens 92 does not necessarily have to be a spherical surface having a constant curvature, and may be any shape as long as the light emitted from the light emitting surface 311 can be condensed in a predetermined direction. What is necessary is just to set by the shape of the light emission surface 311, the distribution of the emitted light intensity which the light emission surface 311 radiate | emits.

[第2の実施の形態]
第1の実施の形態では、レンズ92を発光サイリスタL上に設けた。第2の実施の形態では、発光サイリスタLとレンズ92との間に、台座(ペデスタル)91が設けられている。
図14は、第2の実施の形態における発光チップCにおける発光サイリスタL部分の平面レイアウト図および断面図の一例である。図14(a)は発光チップCの平面レイアウト図、図14(b)は図14(a)のXIVB−XIVB線での断面図、図14(c)は図14(a)のXIVC−XIVC線での断面図である。
台座91は、発光サイリスタLの発光面311に対向して設けられた表面が平坦な部材である。レンズ92は、第1の実施の形態のレンズ92と同様であって、開口部92aを有している。なお、レンズ92の開口部92aは、台座91の表面に到達している。
なお、図14では、台座91は、発光面311に対向するように発光面311の部分に設けられているが、端子部分を除く発光チップCの全面、または発光面311に対向する部分を含んで発光チップCの一部を覆うように設けられてもよい。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the lens 92 is provided on the light emitting thyristor L. In the second embodiment, a pedestal 91 is provided between the light emitting thyristor L and the lens 92.
FIG. 14 is an example of a plan layout view and a cross-sectional view of the light-emitting thyristor L portion in the light-emitting chip C in the second embodiment. 14A is a plan layout view of the light-emitting chip C, FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line XIVB-XIVB in FIG. 14A, and FIG. 14C is XIVC-XIVC in FIG. It is sectional drawing in a line.
The pedestal 91 is a member having a flat surface provided to face the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L. The lens 92 is the same as the lens 92 of the first embodiment, and has an opening 92a. The opening 92 a of the lens 92 reaches the surface of the pedestal 91.
In FIG. 14, the pedestal 91 is provided on the light emitting surface 311 so as to face the light emitting surface 311, but includes the entire surface of the light emitting chip C excluding the terminal portion or the portion facing the light emitting surface 311. May be provided so as to cover a part of the light emitting chip C.

図15は、第2の実施の形態の発光チップCを製造する方法を説明する断面図である。図15に示す断面は、図14(a)のXIVC−XIVC線での断面である。
ここでは、台座91をネガ型のポリイミド樹脂による感光性材料94aで形成し、レンズ92をポジ型のポリイミド樹脂による感光性材料94bで形成するとして説明する。
図15(a)は、レンズ92を形成する前の発光チップCである。
図15(b)に示すように、台座91を形成する前の発光チップCの表面に、ネガ型のポリイミド樹脂である感光性材料94aを塗布し、フォトマスク(不図示)を介して、感光性材料94aが感光する露光光(不図示)を照射する。すると、感光性材料94aの露光光が照射された部分が重合する。現像液に浸漬すると、感光性材料94aの露光光が照射されなかった部分が溶解して除去され、重合した部分が不溶となって残ることで、台座91となる。なお、現像後に残った感光性材料94aは、含まれていた溶媒を蒸発させるとともに、感光性材料94aのポリイミド前駆体をイミド化させるため、予め定められた温度で熱処理(ベーキング)される。
図15(b)では、台座91は、発光サイリスタ列に沿ってつながって設けられているが、台座91は発光サイリスタLごとに分離されていてもよい。
ここでは、台座91が発光サイリスタ列に沿ってつながっていても、発光サイリスタLごとに分離されていても、レンズ92ごとに台座91が設けられているとする。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the light-emitting chip C of the second embodiment. The cross section shown in FIG. 15 is a cross section taken along the line XIVC-XIVC in FIG.
Here, it is assumed that the pedestal 91 is formed of a photosensitive material 94a made of negative polyimide resin, and the lens 92 is made of a photosensitive material 94b made of positive polyimide resin.
FIG. 15A shows the light emitting chip C before the lens 92 is formed.
As shown in FIG. 15B, a photosensitive material 94a, which is a negative polyimide resin, is applied to the surface of the light emitting chip C before the base 91 is formed, and the photosensitive material 94a is exposed via a photomask (not shown). The exposure light (not shown) which the photosensitive material 94a exposes is irradiated. Then, the part irradiated with the exposure light of the photosensitive material 94a is polymerized. When immersed in the developer, the portion of the photosensitive material 94a that has not been irradiated with the exposure light is dissolved and removed, and the polymerized portion remains insoluble, thereby forming the base 91. The photosensitive material 94a remaining after development is heat-treated (baked) at a predetermined temperature in order to evaporate the contained solvent and imidize the polyimide precursor of the photosensitive material 94a.
In FIG. 15B, the pedestals 91 are connected along the light emitting thyristor rows, but the pedestals 91 may be separated for each light emitting thyristor L.
Here, it is assumed that the pedestal 91 is provided for each lens 92 regardless of whether the pedestals 91 are connected along the light emitting thyristor row or separated for each light emitting thyristor L.

そして、図15(c)に示すように、台座91が形成された発光チップCの表面に、ポジ型のポリイミド樹脂である感光性材料94bを塗布し、フォトマスク95を介して、感光性材料94bが感光する露光光97を照射する。ここで、フォトマスク95は、第1の実施の形態において説明したと同様に、グレースケールリソグラフィ法によりレンズ92の曲面92c(図15(d)参照)を形成するために、ドットパターン96の密度分布により透過率分布が設けられている。   And as shown in FIG.15 (c), the photosensitive material 94b which is a positive polyimide resin is apply | coated to the surface of the light emitting chip C in which the base 91 was formed, and the photosensitive material is passed through the photomask 95. The exposure light 97 which 94b exposes is irradiated. Here, in the same way as described in the first embodiment, the photomask 95 has the density of the dot pattern 96 in order to form the curved surface 92c (see FIG. 15D) of the lens 92 by the gray scale lithography method. A transmittance distribution is provided by the distribution.

この後、図15(d)に示すように、現像液(不図示)に浸漬することで、露光光97の照射によって可溶となった感光性材料94の部分が溶解して除去される。そして、予め定められた温度で加熱することで、感光性材料94bに含まれていた溶媒を蒸発させるとともに、感光性材料94bのポリイミド前駆体をイミド化させることで、ポリイミド樹脂によるレンズ92の曲面部92bが形成される。
なお、台座91と同様に、レンズ92は、発光サイリスタ列に沿って、つながって設けられていてもよく、発光サイリスタLごとに分離されていてもよい。
ここでは、レンズ92が発光サイリスタ列に沿ってつながっていても、発光サイリスタLごとに分離されていても、発光サイリスタLごとにレンズ92が設けられているとする。
このようにして、台座91とレンズ92とを備えたレンズ92を備えた発光チップCが製造される。
Thereafter, as shown in FIG. 15D, the portion of the photosensitive material 94 that has become soluble by irradiation with the exposure light 97 is dissolved and removed by immersing in a developing solution (not shown). Then, by heating at a predetermined temperature, the solvent contained in the photosensitive material 94b is evaporated, and the polyimide precursor of the photosensitive material 94b is imidized, whereby the curved surface of the lens 92 made of polyimide resin. A portion 92b is formed.
Similar to the pedestal 91, the lenses 92 may be connected to each other along the light emitting thyristor row, or may be separated for each light emitting thyristor L.
Here, it is assumed that the lens 92 is provided for each light emitting thyristor L, whether the lenses 92 are connected along the light emitting thyristor row or separated for each light emitting thyristor L.
In this way, the light emitting chip C including the lens 92 including the base 91 and the lens 92 is manufactured.

なお、フォトマスク95の透過光量は、露光光97を遮光するドットパターン96の密度分布で制御したが、大きさの異なるドットパターン96を配置することにより制御してもよい。また、厚さにより光透過率が異なる膜を用いて、膜厚を変えることにより制御してもよい。   The amount of light transmitted through the photomask 95 is controlled by the density distribution of the dot pattern 96 that blocks the exposure light 97, but may be controlled by arranging dot patterns 96 having different sizes. Further, it may be controlled by changing the film thickness using a film having a different light transmittance depending on the thickness.

さらに、レンズ92は、第1の実施の形態で説明したように、インプリント法によって形成してもよい。   Furthermore, as described in the first embodiment, the lens 92 may be formed by an imprint method.

また、第2の実施の形態においても、第1の実施の形態で説明したように、レンズ92の開口部92aの平面形状の中心を発光面311の発光強度が大きい部分に対向するように、発光面311の中心からシフトして設けてもよく、発光面311の平面形状に対応して、レンズ92の開口部92aの平面形状を、角を丸くした長方形、楕円形、長方形などとしてもよい。   Also in the second embodiment, as described in the first embodiment, the center of the planar shape of the opening 92a of the lens 92 is opposed to the portion where the emission intensity of the light emitting surface 311 is high. The center of the light emitting surface 311 may be shifted from the center, and the planar shape of the opening 92a of the lens 92 may be a rectangle with a rounded corner, an ellipse, a rectangle, or the like corresponding to the planar shape of the light emitting surface 311. .

第2の実施の形態では、レンズ92と発光サイリスタLとの間に台座91を設けたことにより、レンズ92の形成に対する制約が少なくなり、レンズ92の形成が容易になる。
また、第2の実施の形態では、レンズ92と台座91とを屈折率の異なる材料で構成すると、台座91とレンズ92との境界で光が屈折し、発光面311が出射する光がより光軸方向に集光する。
さらに、台座91の感光性材料94aが発生する応力が、レンズ92の感光性材料94bが発生する応力より小さければ、台座91を設けない場合に比べ、応力により発生する発光チップCのそりが低減する。
In the second embodiment, since the pedestal 91 is provided between the lens 92 and the light emitting thyristor L, restrictions on the formation of the lens 92 are reduced, and the formation of the lens 92 is facilitated.
In the second embodiment, when the lens 92 and the pedestal 91 are made of materials having different refractive indexes, light is refracted at the boundary between the pedestal 91 and the lens 92, and the light emitted from the light emitting surface 311 is more light. Concentrate in the axial direction.
Further, if the stress generated by the photosensitive material 94a of the pedestal 91 is smaller than the stress generated by the photosensitive material 94b of the lens 92, the warp of the light emitting chip C caused by the stress is reduced as compared with the case where the pedestal 91 is not provided. To do.

なお、図15に示すように、台座91とレンズ92とを分けて形成しなくともよい。図7(c)では、開口部92aに対応するフォトマスク95の部分に、ドットパターン96を設けなかったが、予め定められた透過光量が得られるようにドットパターン96を設けることにより、現像後に予め定められた厚さの感光性材料94が開口部92a内に残るようにしてもよい。ここで、開口部92a内に残った部分を台座91と考えればよい。このときは、台座91とレンズ92とは同じ材料で構成されていることになる。   As shown in FIG. 15, the pedestal 91 and the lens 92 may not be formed separately. In FIG. 7C, the dot pattern 96 is not provided in the portion of the photomask 95 corresponding to the opening 92a. However, by providing the dot pattern 96 so that a predetermined amount of transmitted light can be obtained, the development can be performed after development. A photosensitive material 94 having a predetermined thickness may remain in the opening 92a. Here, the portion remaining in the opening 92 a may be considered as the pedestal 91. At this time, the base 91 and the lens 92 are made of the same material.

以上説明したように、発光サイリスタLに開口部92aを有するレンズ92を設けることにより、開口部92aを設けない場合に比べ、感光体ドラム12に照射される光量が増加する。すなわち、発光サイリスタLの発光面311から出射する光の取出し効率が向上する。   As described above, by providing the light emitting thyristor L with the lens 92 having the opening 92a, the amount of light irradiated on the photosensitive drum 12 is increased as compared with the case where the opening 92a is not provided. That is, the extraction efficiency of light emitted from the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L is improved.

第1の実施の形態および第2の実施の形態では、サイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)は、アノード端子が基板80に接続されたアノードコモンとして説明した。サイリスタ(転送サイリスタT、発光サイリスタL)は、回路の極性を変更することによって、カソード端子が基板80に接続されたカソードコモンとしてもよい。
また、発光サイリスタLの発光面311の中央に、n型オーミック電極321が設けられているとしたが、n型オーミック電極321は発光面311の中央からずれたところに、設けられていてもよい。
また、n型オーミック電極321が設けられていなくてもよい。
In the first and second embodiments, the thyristor (transfer thyristor T, light-emitting thyristor L) has been described as an anode common in which the anode terminal is connected to the substrate 80. The thyristor (transfer thyristor T, light-emitting thyristor L) may be a cathode common whose cathode terminal is connected to the substrate 80 by changing the polarity of the circuit.
Further, although the n-type ohmic electrode 321 is provided at the center of the light emitting surface 311 of the light emitting thyristor L, the n-type ohmic electrode 321 may be provided at a position shifted from the center of the light emitting surface 311. .
Further, the n-type ohmic electrode 321 may not be provided.

さらに、第1の実施の形態および第2の実施の形態では、発光サイリスタLと転送サイリスタTとから構成される自己走査型発光素子アレイ(SLED)で説明したが、自己走査型発光素子アレイ(SLED)は、発光サイリスタLと転送サイリスタTの他に、制御用のサイリスタ、ダイオード、抵抗などの他の部材を含んでいてもよい。
また、第1の実施の形態および第2の実施の形態では、転送サイリスタTの間を結合ダイオードDxで接続したが、抵抗など電位の変化を伝達できる部材であってもよい。
Further, in the first embodiment and the second embodiment, the self-scanning light-emitting element array (SLED) including the light-emitting thyristor L and the transfer thyristor T has been described, but the self-scanning light-emitting element array ( SLED) may include other members such as a control thyristor, a diode, and a resistor in addition to the light emitting thyristor L and the transfer thyristor T.
In the first embodiment and the second embodiment, the transfer thyristor T is connected by the coupling diode Dx. However, a member that can transmit a change in potential such as a resistance may be used.

そして、第1の実施の形態および第2の実施の形態では、発光素子を発光サイリスタLとしたが、発光素子はp型の半導体層とn型の半導体層とが積層された発光ダイオード(LED)であってもよい。   In the first embodiment and the second embodiment, the light emitting element is the light emitting thyristor L. The light emitting element is a light emitting diode (LED) in which a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are stacked. ).

1…画像形成装置、10…画像形成プロセス部、11…画像形成ユニット、12…感光体ドラム、14…プリントヘッド、30…画像出力制御部、40…画像処理部、62…回路基板、63…光源部、64…ロッドレンズアレイ、65…発光装置、71…電源線、72…第1転送信号線、73…第2転送信号線、75…点灯信号線、75a…幹部、75b…枝部、91…台座、92、93…レンズ、92a…開口部、92b…曲面部、92c、93b…曲面、92d…内側面、92e…外側面、94、94a、94b…感光性材料、110…信号発生回路、120…転送信号発生部、140…点灯信号発生部、160…基準電位供給部、170…電源電位供給部、φ1…第1転送信号、φ2…第2転送信号、φI(φI1〜φI40)…点灯信号、C(C1〜C40)…発光チップ、L…発光サイリスタ、T…転送サイリスタ、Dx…結合ダイオード、Vga…電源電位、Vsub…基準電位 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 10 ... Image forming process part, 11 ... Image forming unit, 12 ... Photosensitive drum, 14 ... Print head, 30 ... Image output control part, 40 ... Image processing part, 62 ... Circuit board, 63 ... Light source unit, 64 ... rod lens array, 65 ... light emitting device, 71 ... power supply line, 72 ... first transfer signal line, 73 ... second transfer signal line, 75 ... lighting signal line, 75a ... trunk, 75b ... branch, 91: pedestal, 92, 93 ... lens, 92a ... opening, 92b ... curved surface, 92c, 93b ... curved surface, 92d ... inner surface, 92e ... outer surface, 94, 94a, 94b ... photosensitive material, 110 ... signal generation Circuit 120, transfer signal generator 140, lighting signal generator 160, reference potential supply unit 170, power supply potential supply unit, φ 1, first transfer signal, φ 2, second transfer signal, φI (φI 1 to φI 40) ... Lighting signal , C (C1 to C40): light emitting chip, L: light emitting thyristor, T: transfer thyristor, Dx: coupling diode, Vga: power supply potential, Vsub: reference potential

Claims (7)

基板上に列状に配置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズと
を備える発光部品。
A plurality of light emitting elements arranged in a row on a substrate;
Each of the plurality of light emitting elements is provided to face a light emitting surface that emits light of each light emitting element, and is opened in a cylindrical shape in a direction intersecting with the light emitting surface, and around the opening Light that is disposed on the light emitting element and has a curved surface portion that has a convex surface and approaches the light emitting surface as the distance from the opening in the direction along the light emitting surface increases. And a plurality of lenses that collect light.
前記複数の発光素子のそれぞれの発光素子の前記発光面は、前記複数のレンズにおける当該発光素子に対応するレンズが前記開口部を有せず凸面状の表面を当該開口部に延長した形状であるときの焦点の位置より当該レンズの主点側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の発光部品。   The light emitting surface of each light emitting element of the plurality of light emitting elements has a shape in which a lens corresponding to the light emitting element in the plurality of lenses does not have the opening but extends a convex surface to the opening. The light-emitting component according to claim 1, wherein the light-emitting component is provided closer to the principal point side of the lens than the position of the focal point. 前記複数のレンズのそれぞれのレンズの前記開口部は、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子の前記発光面の発光強度が大きい部分に対向するように設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光部品。   The opening of each lens of the plurality of lenses is provided to face a portion of the light emitting element corresponding to the lens in the plurality of light emitting elements where the light emission intensity of the light emitting surface is high. The light emitting component according to claim 1 or 2. 前記複数のレンズのそれぞれのレンズと、前記複数の発光素子における当該レンズに対応する発光素子との間に、当該発光素子の出射する光を透過する台座をそれぞれ備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の発光部品。   2. A pedestal that transmits light emitted from the light emitting element is provided between each of the plurality of lenses and a light emitting element corresponding to the lens in the plurality of light emitting elements. 4. The light-emitting component according to any one of items 3 to 3. 前記複数の発光素子は、自己走査型発光素子アレイが備える複数の発光サイリスタであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の発光部品。   5. The light-emitting component according to claim 1, wherein the plurality of light-emitting elements are a plurality of light-emitting thyristors included in a self-scanning light-emitting element array. 基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備える発光手段と、
前記発光手段から照射される光を結像させる光学手段と
を備えたプリントヘッド。
A plurality of light emitting elements arranged in a row on the substrate and a light emitting surface that emits light of each light emitting element of the plurality of light emitting elements, respectively, are provided in a cylindrical shape in a direction intersecting the light emitting surface A surface that is disposed on the light-emitting element around the opening, and approaches the light-emitting surface as it moves away from the opening in a direction along the light-emitting surface, and has a convex surface A light emitting means comprising a plurality of lenses for condensing the light emitted from the light emitting element,
And a print head including an optical unit that forms an image of light emitted from the light emitting unit.
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
基板上に列状に配置された複数の発光素子と、当該複数の発光素子のそれぞれの発光素子の光を出射する発光面に対向してそれぞれ設けられ、当該発光面と交差する方向に筒状に開口された開口部と、当該開口部の周囲に当該発光素子上に配置され、当該開口部から当該発光面に沿う方向に遠ざかるにしたがって当該発光面に近づくとともに、凸面状となっている表面を有する曲面部とを備え、当該発光素子が出射する光を集光する複数のレンズとを備え、光学手段を介して前記像保持体を露光する露光手段と、
前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
前記像保持体に現像された画像を被転写体に転写する転写手段と
を備えた画像形成装置。
An image carrier,
Charging means for charging the image carrier;
A plurality of light emitting elements arranged in a row on the substrate and a light emitting surface that emits light of each light emitting element of the plurality of light emitting elements, respectively, are provided in a cylindrical shape in a direction intersecting the light emitting surface A surface that is disposed on the light-emitting element around the opening, and approaches the light-emitting surface as it moves away from the opening in a direction along the light-emitting surface, and has a convex surface An exposure unit that exposes the image carrier through an optical unit, and a plurality of lenses that collect light emitted from the light emitting element.
Developing means for developing the electrostatic latent image exposed by the exposure means and formed on the image carrier;
An image forming apparatus comprising transfer means for transferring an image developed on the image holding member to a transfer target.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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